EP3118019A1 - Freewheeling hub for a bicycle - Google Patents
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- EP3118019A1 EP3118019A1 EP16001519.4A EP16001519A EP3118019A1 EP 3118019 A1 EP3118019 A1 EP 3118019A1 EP 16001519 A EP16001519 A EP 16001519A EP 3118019 A1 EP3118019 A1 EP 3118019A1
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Definitions
- the document DE 10 2012 016 945 A1 discloses a hub having a hub body and drive means. On the drive device, a sprocket set can be attached. A toothed disk freewheel between the drive device and the hub body allows a freewheeling function.
- the pulley freewheel has two engagement components, which are designed as toothed pulleys.
- the toothed disks have axial toothings which can be brought into engagement with one another.
- a magnetic device is used in each case. In this case, the magnetic devices are arranged such that the south pole of the one magnetic device is arranged adjacent to the north pole of the respective other magnetic device.
- the magnetic devices form a Traction device, which ensures that the two toothed discs are biased in their engaged position.
- a freewheel hub with magnetic devices is also from the document DE 10 2012 016 949 A1 known.
- a freewheel hub known, in which the two coupling rings viewed in an axis-containing section having a stepped wall thickness profile with a portion of greater wall thickness and a reduced wall thickness portion.
- a toothing is formed in a middle radial region of the coupling rings in each case in the section of greater wall thickness.
- the section of reduced wall thickness is formed in the one of the two coupling rings radially within the toothing of this subsequently.
- the portion of reduced wall thickness in the other of the two coupling rings can be formed radially outside of the teeth to this subsequently.
- the freewheel hub described above has proven itself in practice quite well. However, it has been found that the known freewheel hubs, especially in road cycling, are prone to relatively high noise levels or relatively high noise emissions. This is due to the fact that wheels such as high-profile carbon rims are getting stiffer and lighter and thus the better forward in the freewheel hub vibration and vibration and can reinforce. In particular, in combination with a high profile carbon rim an impeller forms an optimal sound body, which can forward and amplify the resulting vibrations in the freewheel hub and thus noise.
- the freewheel hub holds at least one received in openings in the first coupling ring or the second coupling ring magnet assembly, the coupling rings in their engaged position, d. H. the teeth of the coupling rings are in torque-transmitting engagement with each other.
- the apertures for receiving the magnet assembly are arranged and designed such that in a Relatiwerwindung between the first and second coupling ring, the coupling rings from the engaged position to the freewheeling position and back are transferable.
- the magnetic force varies depending on the angular positions of the first coupling ring and the second coupling ring relative to each other.
- This variable or varying magnetic force allows the quick and reliable transfer of the coupling rings in the freewheeling position and from the freewheeling position back into the engaged position, in which the two coupling rings are in torque-transmitting engagement and torque can be transmitted to the hub shell.
- the openings in the first coupling ring can be designed and arranged in such a way that a tooth of the second coupling ring in the engaged position completely covers a surface section of the magnet received in the opening, which is exposed by the opening.
- the attraction force of the magnet is greatest even if a tooth of the second coupling ring substantially or almost completely overlaps with the portion of the magnet exposed by the aperture , This can ensure that the coupling rings can be moved quickly and reliably from the freewheeling position back into the engaged position.
- the openings in the first coupling ring may be formed at least in sections between two adjacent teeth of the axial toothing of the first coupling ring.
- the magnet accommodated in the respective breakdown can span the region between two adjacent teeth, which substantially corresponds to a tooth of the second coupling ring in the engaged position, ie this space or region is occupied in the engaged position by a tooth of the second coupling ring.
- the apertures may be formed with stop surfaces on which the magnets can invest with one of their axial end surfaces. In the case of rod-shaped or cylindrical magnets, the field lines of the magnetic field emerge from the axial end faces.
- the magnet assembly received in the first coupling ring may comprise a plurality of magnets.
- the magnets can be rod-shaped or cylindrical magnets.
- the shape of the apertures in the first coupling ring can be adapted to the shape or the shape of the magnets.
- the area exposed by the aperture surface portion of the received in the first opening magnet may correspond in terms of area substantially a sliding surface of a tooth of the second coupling ring.
- At least one guide sleeve may be provided on the hub shell.
- the at least one guide sleeve can serve to guide the first and / or the second coupling ring in the direction of the hub axle. At high speeds vibrations and vibrations can be transmitted from the coupling rings to the hub shell.
- the at least one guide sleeve With the at least one guide sleeve direct contact of the first coupling ring and / or the second coupling ring with the hub shell in the freewheeling position can be prevented, so that no vibrations and vibrations from the first coupling ring and / or the second coupling ring can be transmitted to the hub shell in the freewheeling mode ,
- the at least one guide sleeve can prevent contact of the first coupling ring in radial and / or axial direction with the hub shell in the freewheeling mode of the freewheel hub.
- the at least one guide sleeve can thus decouple the freewheel device acoustically and vibrationally from the hub shell.
- the at least one guide sleeve may be made of a material that is commonly used for plain bearings.
- the at least one guide sleeve comprises a guide section for guiding the first coupling ring and / or the second coupling ring. Further, the at least one guide sleeve may include a mounting portion with which the at least one guide sleeve may be attached to the hub shell.
- At least one magnet may be received in the at least one guide sleeve.
- the at least one magnet in the at least one guide sleeve can cooperate with the magnet arrangement in the at least one first coupling ring for holding the coupling rings in the engaged position.
- the at least one magnet accommodated in the at least one guide sleeve can interact with the magnet arrangement in the first coupling ring for displacing the coupling rings between the freewheeling position and the engagement position.
- At least the first coupling ring may have a recess for receiving the at least one guide sleeve. At least the first coupling ring can be guided with the at least one recess in the axial direction displaceable on the guide sleeve.
- the guide sleeve can be designed with at least one shoulder or at least one contact surface. The first coupling ring can create in the freewheeling position of the contact surface or the paragraph.
- the at least one guide sleeve may be resiliently or elastically mounted on the hub shell.
- the at least one guide sleeve can be accommodated vibration damping in at least one receptacle in the guide sleeve.
- the attachment portion of the at least one hub shell may be received in the receptacle in the hub shell.
- the at least one guide sleeve can be mounted on at least one elastic element vibration damping on the hub shell.
- the elastic element may be made of an elastomer.
- the at least one elastic element may be annular.
- the at least one guide sleeve can be designed such that the at least one guide sleeve sets a predetermined air gap between the magnet received in it and the coupling rings.
- the at least one recess in the first coupling ring for receiving the at least one guide sleeve can be designed and arranged such that the at least one recess is at least partially covered by a tooth of the second coupling ring in the engaged position.
- the at least one recess in the coupling ring for receiving the at least one guide sleeve and a breakthrough of the apertures for receiving the magnet assembly in the first coupling ring can be arranged alternately in the circumferential direction of the first coupling ring and the second coupling ring and offset by a predetermined angle to each other.
- the at least one guide sleeve may be formed and arranged on the hub shell, that with the at least one guide sleeve a predetermined clearance or a predetermined air gap between a radial toothing of the hub shell and a radial toothing at least the first coupling ring is adjustable. This can be achieved that in the freewheeling mode only between these teeth an air gap is maintained, which provides a vibrational decoupling. With this air gap can be prevented that the vibrations and vibrations resulting from the meeting of the sliding surfaces of the coupling rings are transmitted to the hub shell.
- the individual teeth of the radial gears of the hub shell and the first coupling ring have load flanks and non-load flanks.
- the load flanks are used for torque transmission between the first coupling ring and the hub shell.
- a predetermined clearance or a predetermined air gap between the radial teeth of the hub shell and the first coupling ring can be adjusted such that the air gap and the clearance between the load flanks of the teeth of the radial gears low and simultaneously the clearance or the air gap between the non-load flanks of the radial toothings is relatively large.
- the power transmission via the load flanks occur unhindered.
- the free-wheeling torque acting on the first coupling ring can be completely absorbed by the at least one guide sleeve, since there is no direct contact between the radial toothings of the hub sleeve and the first coupling ring. Since the at least one guide sleeve in free-running mode can effectively prevent contact between the radial teeth of the hub shell and the first coupling ring, vibrations and vibrations occurring in the radial direction and / or in the circumferential direction can not be transmitted from the freewheel device to the hub shell. Accordingly, the at least one guide sleeve can decouple the hub shell from the freewheel device in terms of vibration technology.
- the magnets of the magnet arrangement accommodated in the openings of the first coupling ring can have the same orientation with respect to their north and south poles.
- the at least one magnet received in the at least one guide sleeve may have the same orientation with respect to the north and south poles as the Have recorded in the first coupling ring magnets. All magnets can thus be arranged gleichpolig.
- the attractive force provided by the at least one magnet arrangement may vary relative to one another depending on the angular positions of the first coupling ring and the second coupling ring. Further, the attraction force provided by the at least one magnet in the at least one guide sleeve may vary relative to one another depending on the angular positions of the first coupling ring and the second coupling ring.
- the first coupling ring and the second coupling ring may be formed such that acts in at least one predetermined angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring exclusively the attraction of the at least one magnet assembly on the second coupling ring.
- the first coupling ring and the second coupling ring may also be designed such that act in at least one predetermined angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring, the attractive forces of the at least one magnet assembly and the at least one magnet in the at least one guide sleeve together on the second coupling ring.
- the first coupling ring and the second coupling ring can be decoupled via a decoupling element of the hub shell at least in the axial direction of vibration technology.
- the above-described objects are also achieved with a freewheel hub with the features of claim 16.
- the freewheel device is decoupled via at least one decoupling device of the hub shell vibration technology.
- the decoupling device provides a decoupling of the freewheel device from the hub shell in the axial, radial and circumferential direction.
- the decoupling in the radial direction and circumferential direction relates to the case when the freewheel device is in the freewheeling mode in which no torque is transmitted.
- the at least one decoupling device ensures that vibrations and vibrations arising in the freewheel device can not be transmitted to the hub shell. This prevents the vibrations and vibrations generated in the freewheel device from generating noise which can disturb the driver of the bicycle and its surroundings.
- the at least one decoupling device further prevents the coupling rings of the freewheel device in the freewheeling mode can strike in the radial direction, in the axial direction and in the circumferential direction of the hub shell. This also contributes significantly to the reduction of noise.
- the at least one decoupling device can have at least one decoupling element.
- the at least one decoupling element can prevent an axial abutment of the first coupling ring and / or the second coupling ring on the hub shell.
- the at least one decoupling element furthermore, the production of the freewheel hub can be simplified and also the production costs can be reduced.
- the tolerance chain between the hub shell, the first coupling ring and the second coupling ring can be reduced, i. mentioned components can be produced with a wider tolerance band, which reduces the manufacturing costs and also the manufacturing cost.
- the at least one decoupling element may be a decoupling ring.
- the at least one decoupling element or by the at least one decoupling ring thus, the hub shell is decoupled from vibrations or shocks in the axial direction of the freewheeling direction formed by the first coupling ring and the second coupling ring.
- the at least one decoupling element is preferably made of a damping material.
- the at least one decoupling element may be made of a plastic or an elastomer.
- the at least one decoupling ring, the first coupling ring and the second coupling ring may form a separate assembly.
- This assembly can slide with its inner circumference on the hub shell.
- the at least one decoupling ring and the second coupling ring can be connected in such a way that a relative movement between the first coupling ring and the at least one decoupling ring connected to the second coupling ring in the axial direction is possible.
- the first coupling ring can be mounted with its inner circumferential surface on the unit formed by the second coupling ring and the at least one decoupling ring in the axial direction displaceable and rotatable.
- the unit formed by the second coupling ring and the at least one decoupling ring can be mounted so as to be displaceable and rotatable in the axial direction on the outer peripheral surface of the hub shell.
- the unit formed by the second coupling ring and the at least one decoupling ring can limit the relative movement of the first coupling ring in the axial direction.
- the at least one decoupling ring can have a projection projecting in the radial direction. In addition to the projection of the at least one decoupling ring and the second coupling ring can limit a relative movement of the first coupling ring in the axial direction.
- the at least one decoupling device may have at least one guide sleeve.
- the at least one guide sleeve may be provided on the hub shell.
- the at least one guide sleeve can serve to guide the first and / or the second coupling ring in the direction of the hub axle.
- the at least one guide sleeve may have at least one stop for the first coupling ring. At least one stop can be the first Apply coupling ring. Depending on the angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring, the first coupling ring can abut against the at least one stop on the at least one guide sleeve. This can be done in particular in the transfer of the coupling rings from the engaged position to the release position.
- the at least one guide sleeve may have at least one abutment surface for abutment of the at least one decoupling element.
- the at least one decoupling element can rest against the at least one contact surface of the guide sleeve and be lifted off the at least one contact surface on the at least one guide sleeve depending on the angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring.
- the at least one contact surface may extend perpendicular to the axis of the freewheel hub.
- At least one sound-reducing material can be provided in the space formed in the hub shell for receiving the freewheel device.
- the sound-reducing material may be used as an alternative to the decoupling measures described above and also with conventional freewheel hubs.
- the sound-reducing elements may be sound-absorbing elements or sound-damping elements. In sound absorption, the sound energy is reduced by conversion into heat. In sound attenuation, the sound intensity can be reduced by redistributing the sound energy, for example, over a larger area.
- the sound-reducing elements serve accordingly to reduce disturbing noises in the bicycle hub.
- the sound-reducing elements may be made of porous materials. Suitable materials may be microcellular polymers, polyurethanes and other porous foamed plastics. Even natural porous materials such as cork can be used as a sound-reducing component. Due to the absorption or damping of the porous or cellular materials can be dispensed with further sound-absorbing measures in the freewheel hub. As a result, it is possible, for example, to dispense with sliding seals which increase the friction between the individual components of the freewheel hub.
- the sound-reducing material may cover at least a wall portion of the space formed in the hub shell for receiving the freewheel device space.
- FIG. 1 10 is an axially-contained sectional view of the freewheel hub according to a first embodiment of the invention, the freewheel hub being generally indicated at 10.
- the longitudinal axis of the freewheel hub 10 is generally designated M.
- the freewheel hub 10 comprises a hub axle 12, into which an axis, not shown, can be inserted with quick-release mechanisms, via which the hub axle 12 can be fixed to a bicycle frame.
- a hub sleeve 18 is rotatably supported via the two rolling bearings 14, 16.
- the hub shell 18 has two spoke flanges 20, 22, to which spokes can be attached in a manner known per se.
- a driver 24 and a drive sleeve 24 via bearings 26 and 28 are rotatably mounted.
- the bearing 14 is supported on a projection 30 formed on the hub axle 12.
- the bearing 14 is pressed against the projection 30 via a closure element 32, which is plugged onto the hub axle 12.
- a further projection or a step 34 is formed on each axial side of this stage 34.
- one of the bearings 16 and 26 is supported on each axial side of this stage 34 .
- radially inwardly projecting projections 36 are provided which serve for supporting or positioning of the bearings 26 and 28 on the hub axle 12.
- a displaceable in the direction of the axis M fastener 38 is added, which serves in particular to set the bearing 26 in its predetermined position via a press fit.
- the fastener 38 and the hub axle 12 will be described with reference to FIG FIG. 2 again in detail.
- the drive sleeve 24 is secured to the bearings 26 and 28 via closure elements 40, 42 on the hub axle 12.
- closure element 40 is attached to the hub axle 12 and is clamped with a quick release.
- a Section 44 with an internal thread recognizable On the impeller sleeve 24 is a Section 44 with an internal thread recognizable, which is used to attach an in FIG. 1 not shown pinion assembly on the hub sleeve 24 is used.
- the fastening element 38 is displaced along the axis M to a radially inwardly projecting projection 46 on the hub axle 12 or pressed against this projection.
- the projection 44 has an inclined or obliquely to the axis M extending contact surface 46, which points to the closure element 40 substantially.
- the fastening element 38 has an end section 48 which narrows or constricts the diameter of the fastening element 38. The end portion 48 is thus conical. At this end portion 48, an inclined abutment surface 50 is provided which can be brought into contact with the abutment surface 46 on the projection 40 of the hub axle 12.
- the contact surface 46 of the projection 44 forms a counter bearing surface for the abutment surface 50 of the fastener 38.
- the fastener 38 is clamped during the screwing of the closure member 40 with the hub shell 12 against the projection 44 and the contact surface 46.
- the fastening element 38 can thus implement a force exerted axially on the fastening element 38 in a radial enlargement of the cross section of the hub axle 12.
- the cross section of the hub axle 12 is enlarged or widened in sections or selectively in the radial direction. Due to this widening, the outer diameter of the hub axle increases. The increase in the diameter or the outer diameter of the hub axle 12 results in that an interference fit between the bearing 26 and the outer periphery of the hub axle 12 is produced.
- the bearing 26 is fixed in its predetermined position on the hub axle 12 in the radial direction.
- the bearing 26 can not loosen by the interference fit produced and the distance between the bearings 26 and 28 can be permanently fixed without special measures must be taken to maintain the distance during assembly.
- the freewheel device 52 can be seen between the drive sleeve 24 and the hub shell 18, the freewheel device 52 can be seen.
- the freewheel device 52 is closed by means of closure elements 54 extending between the hub shell 18 and the drive sleeve 24 to the environment and sealed by a sealing ring 56.
- the freewheel device 52 is received in the hub shell 18.
- the freewheel device 52 comprises a first coupling ring 58 and a second coupling ring 60.
- the second coupling ring 60 is connected to a decoupling ring 62.
- the connection between the decoupling ring 62 and the second coupling ring 60 can for example be made via a snap or a snap connection.
- the decoupling ring 62 may be made of plastic.
- the decoupling ring 62 is to prevent the coupling rings 58 and 60 from striking the hub shell in the axial direction. This impact on the hub shell 18 can lead to unwanted vibrations and noise.
- the decoupling ring 62 thus decouples the coupling rings 58 and 60 in the axial direction from the hub shell 18.
- the first coupling ring 58 can be relatively moved with its inner circumference to the second coupling ring 60 and the decoupling ring 62 both in the axial direction and in the circumferential direction , In other words, the first coupling ring 58 can slide with its inner circumference on the decoupling ring 62 and the second coupling ring 60.
- the decoupling ring 62 has a radially outwardly projecting projection 64, via which the first coupling ring 58 is held on the decoupling ring 62 and the second coupling ring 60.
- the first coupling ring 58, the second coupling ring 60 and the decoupling ring 62 form a separate assembly, which is arranged movably on the hub shell 18.
- the second coupling ring 60 connected to the decoupling ring 62 can move together with the decoupling ring 62 in the axial direction relative to the first coupling ring 58.
- the first coupling ring 58 can also move relative to the second coupling ring 60 and the decoupling ring 62.
- the first coupling ring 58 has stepped profiled openings 66, in which magnets 68 are used and held on the stepped profiling.
- the magnets 68 may be cylindrical or rod-shaped.
- the openings 66 are adapted in shape to the shape of the magnets 68.
- the magnets 68 extend in sections in a recess 70 in the hub shell 18.
- guide sleeves 74 are accommodated, which are mounted via an elastic element 76 elastically in the recess 72 of the hub shell 18.
- the guide sleeves 74 may be made of a material commonly used for plain bearings.
- Magnets 78 are accommodated in the guide sleeves 74.
- the magnets 78 may also be cylindrical or rod-shaped.
- the first coupling ring 58 has a recess 80 for sectional recording of the guide sleeves 74.
- the first coupling ring 58 is displaceably mounted on the guide sleeves 74 in the axial direction.
- the guide on the guide sleeves 74 and the connection between the first coupling ring 58 and the hub shell 18 via the guide sleeves 74 provides for the acoustic decoupling between the freewheel device 52 and the hub shell 18 in the axial and radial directions, as about the guide sleeves 74 a predetermined distance in radial direction between the hub shell 18 and the first coupling ring 58 can be adjusted.
- the guide sleeves 74 and the decoupling ring 62 together form a decoupling device 82, which decouples the freewheel device 52 in terms of vibration from the hub sleeve 18.
- the guide sleeve 74 and the decoupling ring 62 prevents striking of the coupling rings 58, 62 of the freewheel device 52 on the hub shell 18 in the axial direction.
- the guide sleeve 74 prevents abutment of the first coupling ring 58 on the hub shell 18 in the radial direction and in the circumferential direction.
- FIG. 2 shows a sectional view of the hub axle 12 with the fastener 38th
- the protruding radially outward projections 30 and 34 can be seen, which serve to bear the bearing 14, 16, 26 of the freewheel hub 10 (see FIG. 1 ).
- a bearing seat LS 1 for mounting the bearing 14 (see FIG. 1 ) recognizable.
- bearing seats LS 2 and LS 3 can be seen , which serve to fasten the bearings 16 and 26.
- Another bearing seat LS 4 can be seen in the axial direction to the left of a press-fit portion 84.
- the hub axle 12 has in the region of the bearing seats LS 1 to LS 4 a slightly larger outer diameter compared with their other sections.
- the fastening element 38 is received in the direction of the axis M displaced.
- the fastener 38 has a tubular portion 86 that extends along the inner peripheral surface of the hub axle 12.
- an edge 88 is formed which, together with the contact surface 50 of the fastening element 48, widens the cross section of the hub axle 12 in the area of the contact surface 46 to the projection 44 of the hub axle 12.
- the fastening element 38 lies with its obliquely to the axis M extending contact surface 50 at the oblique to the axis M extending Bearing surface 46 of the radially inwardly projecting projection 44 on the hub axle 12 at.
- the end portion 48 is conical.
- the end portion 48 Compared with the remaining wall thickness of the fastener 38 in the pipe section 86, the end portion 48 has an increased wall thickness. This increased wall thickness and the associated greater rigidity of the end portion 48 ensures that over the end portion 48 of the outer circumference of the hub shell 12 in the region of the bearing seat LS 3 can be increased. If a force acting in the axial direction is exerted on the fastening element 38 via the closure element 40, the fastening element 38 is pressed with its contact surface 50 against the opposing surface 46 of the projection 44. As a result of the axial force, the fastening element 38 moves with its conical end section 48 or the contact surface 50 in the axial direction along the counter-contact surface 46.
- FIG. 3 shows an enlarged view of the section III in FIG. 2 .
- the fastening element 38 protrudes in the unloaded state with a portion 90 by a predetermined distance s in the axial direction of the hub axle 12. This is necessary so that over the closure element 40 (see FIG. 1 ), an axial force can be exerted on the fastening element 38 with which the fastening element 38 is pressed in the axial direction against the projection 44 on the inner circumferential surface of the hub axle 12.
- the force exerted on the fastening element 38 via the closure element 40 is transmitted via the end section 48 of the fastening element 38 with its counter-contact surface 50 to the contact surface 46 of the projection 44, and converted into a radial widening of the circumference of the hub axle 12 in the region of the bearing seat LS 3 .
- FIG. 4 shows a partially broken view of the freewheel hub 10th
- the hub shell 18 has the spoke flanges 20 and 22. Between the hub shell 18 and the driver sleeve 24, the freewheel device 52 is shown, which is provided in the hub shell 18 in the region of the spoke flange 22.
- the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 are also in FIG. 4 recognizable.
- a radial external toothing 94 is provided on the first coupling ring 58 and the hub shell 18 has a corresponding radial internal toothing 96.
- FIG. 5 shows an enlarged view of the section V in FIG. 4 .
- the freewheel device 52 can be seen.
- the freewheel device 52 comprises the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60.
- Both the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 have mutually oppositely directed axial toothings.
- the axial toothing of the first coupling ring 58 has the axial teeth 98.
- the axial toothing of the second coupling ring 60 has the axial teeth 100.
- the teeth 98 and 100 each have sliding surfaces 102 and 104, at which the teeth 98 and 100 can slide off each other, as soon as a Relatiwerwindung between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 takes place. According to FIG.
- the first coupling ring 58 has openings 66 for receiving magnets 68.
- the magnets 68 extend in sections in a recess 70 in the hub shell 18th
- the first coupling ring 58 also has a further recess 80 for receiving a guide portion 106 of the guide sleeve 74.
- the attachment portion 108 of the guide sleeve 74 connects.
- the attachment portion 108 is elastically received in the recess 72 in the hub shell 18 via an elastic member 76.
- the elastic member 76 may be formed, for example, annular.
- the second coupling ring 60 also has recesses 110, which are distributed in the circumferential direction provided on the coupling ring 60.
- FIG. 6 again shows a partially broken perspective view of the coupling device 10, which substantially the above described FIG. 4 equivalent.
- the main differences between FIG. 4 and FIG. 6 are visible in section VII. On the section VII will be described below with reference to FIG. 7 discussed in detail.
- FIG. 7 shows an enlarged view of the section VII in FIG. 6 .
- the teeth 98 of the first clutch ring 58 and the teeth 100 of the second clutch ring 60 are no longer in engagement with each other, so that the freewheel hub is in the freewheeling mode, in which a relative rotation between the hub sleeve 18 with the attached impeller and the drive sleeve 24 can take place.
- freewheel mode the hub shell 18 with the impeller attached thereto rotates faster than the drive sleeve 24.
- FIG. 8 shows a sectional view of the freewheel hub 10th
- FIG. 8 In FIG. 8 are the radial teeth 94 and 96 of the first clutch ring 58 and the hub sleeve 18 can be seen, which are in torque-transmitting engagement with each other in the drive direction.
- the teeth 100 of the second coupling ring 60 are in engagement with the teeth 98 of the first coupling ring 58. Of the teeth 98 of the first coupling ring 58 only sections of the sliding surfaces 102 can be seen.
- the second coupling ring 60 has a radial toothing 112 which engages with a radial toothing 114 on the drive sleeve 24 in torque-transmitting engagement.
- the radial toothing 94 of the first coupling ring 58 and the radial toothing 96 of the hub shell 18 are decoupled from one another in the circumferential direction.
- an air gap between the radial gears 94 and 96 is set in the freewheeling mode. This air gap is determined by the in FIG. 8 not shown guide sleeves set.
- the teeth are the Radial gears 94 and 96 for torque transmission to each other, as in FIG. 8 is recognizable.
- FIG. 9 shows an enlarged view of the section IX in FIG. 8 .
- the teeth 100 of the second coupling ring 60 are engaged with the teeth 98 of the first coupling ring 58.
- the radial gears 112 and 114 of the driver sleeve 24 and the second clutch ring 60 are also in torque-transmitting engagement with each other.
- FIG. 10 shows the freewheel device 52 and the freewheel hub in the engaged position, ie the coupling rings 58 and 60 are in torque-transmitting engagement with each other.
- a shoulder 116 is formed on the guide sleeve 74 and its guide portion 104. Between this shoulder 116 and the first coupling ring 58, a predetermined gap S 1 arises in the engaged position of the coupling rings 58 and 60.
- the decoupling ring 62 which is connected to the second coupling ring 60, abuts a contact surface 118 of the guide sleeve 74.
- the decoupling ring 62 slides with its inner circumference on the hub shell 18th
- FIG. 11 shows an intermediate position of the freewheel device 52 between the engaged position and the freewheeling position. In this intermediate position, the teeth of the coupling rings 58 and 60 still overlap to a certain degree.
- FIG. 11 was the gap S 1 ( FIG. 10 ) and the first coupling ring 58 abuts against the shoulder 116.
- the decoupling ring 62 is still applied to the contact surface 118.
- the first coupling ring 58 has accordingly compared to FIG. 10 moved to the left to go to paragraph 116 in Appendix.
- the displacement of the first coupling ring 58 to the left to rest on the shoulder 118 on the guide sleeve 74 is due to the relative movement between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 in which the sliding surfaces 102 and 104 of the teeth 98 and 100 of the coupling rings 58 and 60 together slide off ( FIGS. 4 to 7 ).
- a gap S 2 is set between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60, ie the coupling rings 58 and 60 are already partially separated in the axial direction.
- FIG. 12 shows the freewheel device 52 in the freewheeling position, ie, the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 are not in torque-transmitting engagement.
- FIG. 11 In a comparative view between FIG. 11 and FIG. 12 It can be seen that the second coupling ring 60 with the decoupling ring 62 relative to the first coupling ring 58 in FIG. 12 moved to the right. The first coupling ring 58 is still located on the shoulder 116 of the guide sleeve 74, but the decoupling ring 62 is no longer on the contact surface 118 at. As a result, the distance s 3 between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 is established.
- the radial projection 64 on the decoupling ring 62 can be seen, which serves to hold the first coupling ring 58 on the unit formed by the second coupling ring 60 and the decoupling ring 62, and still allow a relative movement between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 with the decoupling ring 62.
- the projection 64 and the second coupling ring 60 enclose the first coupling ring 58 between them.
- FIGS. 10 to 12 can be seen that is prevented by the guide sleeve 74 with its shoulder 116 and the contact surface 116 that the coupling rings 58 and 60 can strike directly on the hub shell 18 in the transition to the freewheeling position and also back into the engaged position.
- the guide sleeve 74 also cooperates with the decoupling ring 62, which can be supported on the contact surface 118. In this way it is prevented that during the transition of the coupling rings in the freewheeling position or back into the engaged position resulting vibrations or vibrations can be transmitted to the hub shell 18.
- FIG. 19 shows a diagram of the depending on the angular positions of the coupling rings 58 and 60 changing attractive forces of the magnets 68 and 78th
- the attraction force of the magnets 68 and 78 then falls relatively strong, the farther the coupling rings 58 and 60 are rotated relative to each other.
- the coupling rings 58 and 60 are held together by both magnets 68 and 78, although the first coupling ring 58 in FIG FIG. 11 shifted to the left and attaches to the paragraph 116.
- the gap s 2 ( FIG. 11 ) is formed between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60.
- the coupling rings 58 and 60 are thus already partially separated in the axial direction (see gap s 2 ).
- both the attraction of the magnet 68 and the attraction of the magnet 78 decreases as in the with " FIG. 12 "marked section of the diagram according to FIG. 19 is recognizable.
- the attractive forces of the magnets 68 and 78 continue to decrease accordingly until the coupling rings 58 and 60 reach a predetermined angular position relative to each other. In this predetermined angular position of the coupling rings 58 and 60, the coupling rings 58 and 60 are also completely separated in the axial direction. This corresponds to the in FIG. 12 shown state. In FIG.
- FIG. 19 It will be seen that the attractive forces of the magnets 68 and 78 vary relative to one another in dependence on the angular positions of the coupling rings 58 and 60.
- the freewheel device 52 ensures high magnetic attraction forces, which hold the coupling rings 58 and 60 together, but at the same time by the strong decrease in the attractive forces of the magnets 68 and 78 (see FIG. 19 ) With changing angular positions of the coupling rings 58 and 60, a quick separation of the coupling rings 58 and 60 to the transition to the freewheeling position.
- FIGS. 13 to 15 show views of the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 with the decoupling ring 62 during the transition from the engaged position to the release position.
- the positions of the coupling rings 58 and 60 in the FIGS. 13 to 15 essentially correspond to those in the FIGS. 10 to 12 shown positions of the freewheel device 52nd
- FIG. 13 the first coupling ring 58 with the magnets 68 can be seen.
- the magnets 68 are received in openings 66 in the first coupling ring 58.
- the apertures 66 are formed in the first coupling ring 58 between two adjacent teeth 98.
- the teeth 98 of the first coupling ring 58 are not impaired in their function by the openings 66 and the magnets 68.
- the second coupling ring 60 is connected to the decoupling ring 62.
- the decoupling ring 62 has a circumferential projection 64 which holds the first coupling ring 58 on the unit of decoupling ring 62 and second coupling ring 60.
- the teeth 98 of the first coupling ring 58 have a sliding surface 102.
- the teeth 100 of the second coupling ring 60 similarly have a sliding surface 104.
- engagement position spans a sliding surface 102, 104 of a tooth 98 or 100 substantially the space between two adjacent teeth 98 or 100.
- a tooth 100 spans with its sliding surface 104 accordingly also the surface portion FS of the magnet 68, through the opening 66 between two adjacent Teeth 98 is exposed.
- the surface portion FS exposed by the opening 66 of the magnet 68 received in the opening 66 substantially corresponds in terms of area to the sliding surface 104 of the tooth 100 of the second coupling ring 60.
- FIG. 14 shows an intermediate position between the engaged position and the freewheeling position.
- FIG. 14 found a relative movement in the axial direction and at the same time a Relatiwerwindung between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 instead.
- the chain drive stands still -, with the hub sleeve with the first coupling ring 58 continues to turn.
- the force exerted by the magnet 68 in the first coupling ring 58 on the second coupling ring 60 magnetic attraction force is correspondingly low. If a tooth 100 with its sliding surface 104 is located immediately in front of the surface section FS, the magnetic attraction force of the magnet 68 exerted on the tooth 100 is relatively large. It can be seen that the magnetic attraction force exerted by the magnet 68 in the first coupling ring 58 on the second coupling ring 60 varies depending on the angular positions of the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 relative to each other. This is due to the fact that the field lines of the magnetic field of the magnets 68 can escape unhindered in the direction of the second coupling ring 60 only from the surface portion FS. In all other areas, the magnetic field must first propagate through the adjacent teeth 98 of the coupling ring 58 and is correspondingly weaker.
- FIG. 15 shows the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 in the freewheeling position.
- the distance s 3 between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 has compared with the distance s 2 according to FIG. 14 further enlarged.
- the first coupling ring 58 is almost at the radial projection 64 of the decoupling ring 62 on.
- the sliding surfaces 102 and 104 are further slid from each other, whereby the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 are further spaced apart in the axial direction (see s 3 ).
- FIG. 15 shows the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 in the freewheeling position.
- the distance s 3 between the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60 has compared with the distance s 2 according to FIG. 14 further enlarged.
- the first coupling ring 58 is almost at the radial projection 64 of the decoupling ring 62 on.
- FIGS. 13 to 15 also the transition from the freewheeling position according to FIG. 15 in the engaged position according to FIG. 13 ,
- the coupling rings 58 and 60 are pulled together by the magnets 68.
- the sliding surfaces 102 and 104 of the teeth 98 and 100 slide against each other and until they are in complete and torque-transmitting engagement.
- FIG. 16 shows a partially broken perspective view of a freewheel hub 210 according to a second embodiment of the invention.
- the freewheel hub 210 has a hub shell 18 and a driver sleeve 24. Between the hub shell 18 and the drive sleeve 24, the freewheel device 52 is provided.
- the freewheel device 52 includes the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60.
- the impeller sleeve 24 is about its radial teeth 112 with the radial teeth 114 of the second coupling ring 60 in torque-transmitting engagement.
- the hub shell 18 has a radially inwardly facing radial toothing 96, which is in torque-transmitting engagement with the radially outwardly facing radial toothing 94 of the first coupling ring 58.
- the hub shell 18 also has recesses 72.
- a sound-reducing element 120 was added in the recesses 72 is in FIG. 18 .
- the sound-reducing elements 120 may be sound-absorbing elements or sound-damping elements.
- the sound absorbing elements 120 can be simply pressed into the recess 72.
- FIG. 17 shows a sectional view of the freewheel hub 210.
- the sound-absorbing or sound-damping element 120 is again recognizable, which is received in the recess 72 in the hub shell 18.
- the element 120 for sound absorption or for sound absorption is located in the immediate vicinity of the first coupling ring 58 and the second coupling ring 60, which can give unpleasant noise when transferred from the freewheeling position in the engaged position. These sounds are absorbed or dampened by the sound-absorbing or sound-damping element 120 and thus do not penetrate to the outside to disturb the driver and his environment.
- FIG. 18 shows a front view of a hub shell 18 with the spoke flange 22 provided thereon.
- the hub shell 18 has various recesses 122 and 124.
- the recesses 122 are formed oval.
- the recesses 124 are annular.
- sound-absorbing or sound-damping elements 120 are pressed, which are adapted to the shape of the respective recess.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freilaufnabe für ein Fahrrad umfassend: - eine Nabenachse, - eine Nabenhülse, die über eine Lageranordnung drehbar auf der Nabenachse gelagert ist, - einen Antreiber, der drehbar auf der Nabenachse gelagert und mit wenigstens einer Ritzelanordnung verbindbar ist, - eine Freilaufeinrichtung, die zwischen der Nabenhülse und dem Antreiber angeordnet ist und wahlweise eine Relativverdrehung zwischen der Nabenhülse und dem Antreiber zulässt oder die Nabenhülse und den Antreiber drehmomentübertragend koppelt, wobei die Freilaufeinrichtung wenigstens einen ersten Kupplungsring und wenigstens einen zweiten Kupplungsring aufweist, wobei der erste Kupplungsring drehmomentübertragend mit der Nabenhülse gekoppelt oder koppelbar ist, und wobei der zweite Kupplungsring drehmomentübertragend mit dem Antreiber koppelbar oder gekoppelt ist, wobei die beiden Kupplungsringe einander zugewandte Verzahnungen aufweisen, und wobei der erste und der zweite Kupplungsring axial relativ zur Nabenachse zwischen einer Eingriffsstellung, in der die Verzahnungen drehmomentübertragend ineinander eingreifen, und einer Freilaufstellung verlagerbar sind, in der die Verzahnungen nicht ineinander eingreifen. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens eine in Durchbrüchen in dem ersten Kupplungsring aufgenommene Magnetanordnung die Kupplungsringe in der Eingriffsstellung hält, wobei die Durchbrüche zur Aufnahme der Magnetanordnung in dem ersten Kupplungsring derart angeordnet und ausgebildet sind, dass bei einer Relativverdrehung zwischen ersten und zweiten Kupplungsring die Kupplungsringe in axialer Richtung aus der Eingriffsstellung in die Freilaufstellung und zurück überführbar sind.The present invention relates to a freewheel hub for a bicycle comprising: a hub axle, a hub shell which is rotatably mounted on the hub axle via a bearing arrangement, a driver rotatably mounted on the hub axle and connectable to at least one pinion assembly, a freewheel device, which is arranged between the hub shell and the impeller and optionally permits a relative rotation between the hub shell and the impeller or couples the hub shell and the impeller in a torque-transmitting manner, wherein the freewheel device has at least one first coupling ring and at least one second coupling ring, wherein the first coupling ring is coupled or couplable to transmit torque to the hub shell, and wherein the second coupling ring is coupled or coupled torque-transmitting with the impeller, wherein the two coupling rings have mutually facing toothings, and wherein the first and the second clutch ring are axially displaceable relative to the hub axle between an engagement position in which the gears mesh with one another to transmit torque, and a freewheeling position in which the gears do not mesh with one another. It is provided that at least one received in apertures in the first coupling ring magnet assembly holds the coupling rings in the engaged position, wherein the openings for receiving the magnet assembly in the first coupling ring are arranged and designed such that at a relative rotation between the first and second coupling ring, the coupling rings in the axial direction from the engaged position to the freewheeling position and back are transferable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freilaufnabe für ein Fahrrad umfassend:
- eine Nabenachse,
- eine Nabenhülse, die über eine Lageranordnung drehbar auf der Nabenachse gelagert ist,
- einen Antreiber, der drehbar auf der Nabenachse gelagert und mit wenigstens einer Ritzelanordnung verbindbar ist,
- eine Freilaufeinrichtung, die zwischen der Nabenhülse und dem Antreiber angeordnet ist und wahlweise eine Relatiwerdrehung zwischen der Nabenhülse und dem Antreiber zulässt oder die Nabenhülse und den Antreiber drehmomentübertragend koppelt,
- a hub axle,
- a hub shell which is rotatably mounted on the hub axle via a bearing arrangement,
- an impeller rotatably mounted on the hub axle and connectable to at least one pinion assembly,
- a freewheel device disposed between the hub shell and the driver and selectively permitting relative rotation between the hub shell and the driver or coupling the hub shell and the driver to transmit torque;
Derartige Freilaufnaben sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise das Dokument
Das Dokument
Eine Freilaufnabe mit Magneteinrichtungen ist auch aus dem Dokument
Ferner ist aus dem Dokument
Die voranstehend beschriebene Freilaufnabe hat sich in der Praxis durchaus bewährt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die bekannten Freilaufnaben insbesondere im Straßenradsport zu einer relativ starken Geräuschentwicklungen bzw. relativ starken Geräuschemissionen neigen. Dies liegt darin begründet, dass Laufräder wie zum Beispiel Hochprofil-Karbon-Felgen immer steifer und leichter werden und damit umso besser in der Freilaufnabe entstehende Vibrationen und Schwingungen weiterleiten und verstärken können. Insbesondere in der Kombination mit einer Hochprofil-Karbon-Felge bildet ein Laufrad einen optimalen Klangkörper, der die in der Freilaufnabe entstehenden Schwingungen und damit Geräusche weiterleiten und verstärken kann.The freewheel hub described above has proven itself in practice quite well. However, it has been found that the known freewheel hubs, especially in road cycling, are prone to relatively high noise levels or relatively high noise emissions. This is due to the fact that wheels such as high-profile carbon rims are getting stiffer and lighter and thus the better forward in the freewheel hub vibration and vibration and can reinforce. In particular, in combination with a high profile carbon rim an impeller forms an optimal sound body, which can forward and amplify the resulting vibrations in the freewheel hub and thus noise.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Freilaufnabe bereitzustellen, mit der die Geräuschentwicklung der Freilaufnabe und der Freilaufnabe in Kombination mit dem Laufrad verringert werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Freilaufnabe bereitzustellen, bei der der Totwinkel des Freilaufs relativ klein und auch das Freilaufmoment bei hohen Geschwindigkeiten möglichst gering ist.It is thus an object of the present invention to provide a freewheel hub with which the noise of the freewheel hub and the freewheel hub in combination with the impeller can be reduced. It is a further object of the present invention to provide a freewheel hub in which the dead center of the freewheel is relatively small and also the freewheeling torque at high speeds is as low as possible.
Diese Aufgaben werden mit den in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These objects are achieved with the features specified in the
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are given in the dependent claims.
Bei der erfindungsgemäßen Freilaufnabe hält wenigstens eine in Durchbrüchen in dem ersten Kupplungsring oder dem zweiten Kupplungsrings aufgenommene Magnetanordnung die Kupplungsringe in ihrer Eingriffsstellung, d. h. die Verzahnungen der Kupplungsringe stehen in drehmomentübertragendem Eingriff miteinander. Die Durchbrüche zur Aufnahme der Magnetanordnung sind dabei derart angeordnet und ausgebildet, dass bei einer Relatiwerdrehung zwischen ersten und zweiten Kupplungsring die Kupplungsringe aus der Eingriffsstellung in die Freilaufstellung und zurück überführbar sind.In the freewheel hub according to the invention holds at least one received in openings in the first coupling ring or the second coupling ring magnet assembly, the coupling rings in their engaged position, d. H. the teeth of the coupling rings are in torque-transmitting engagement with each other. The apertures for receiving the magnet assembly are arranged and designed such that in a Relatiwerdrehung between the first and second coupling ring, the coupling rings from the engaged position to the freewheeling position and back are transferable.
Anders als beim Stand der Technik werden bei der erfindungsgemäßen Freilaufnabe keine gegenpolig angeordneten Magnetanordnungen verwendet, die die Zahnscheiben gegeneinander vorspannen. Die gegenpolig angeordneten Magnetanordnungen tragen stark zur Geräuschentwicklung bzw. zur Entstehung von Schwingungen und Vibrationen in der Freilaufnabe bei. Bei der erfindungsgemäßen Freilaufnabe ist eine Magnetanordnung in Durchbrüchen in dem ersten Kupplungsring vorgesehen, wodurch die Geräuschentwicklung bzw. die Entstehung von Schwingungen und Vibrationen erheblich reduziert werden kann.In contrast to the prior art, in the case of the freewheel hub according to the invention, no magnet arrangement arranged opposite to one another are used, which bias the toothed disks against one another. The opposite polarity magnet arrangements contribute greatly to the development of noise or the formation of vibrations and vibrations in the freewheel hub. In the freewheel hub according to the invention a magnet arrangement is provided in openings in the first coupling ring, whereby the noise or the generation of vibrations and vibrations can be significantly reduced.
In der Eingriffsstellung wird ein über den Antreiber auf die Freilaufnabe übertragenes Drehmoment über die in drehmomentübertragenen Eingriff stehenden Kupplungsringe auf die Nabenhülse übertragen. In der Eingriffsstellung findet keine Relativverdrehung bzw. Relativbewegung zwischen dem ersten Kupplungsring und dem zweiten Kupplungsring statt. Zur Überführung des ersten Kupplungsrings und des zweiten Kupplungsrings in die Freilaufstellung und auch zurück findet sowohl eine Relatiwerdrehung als auch eine Relativbewegung in axialer Richtung zwischen den Kupplungsringen statt. Mit den Durchbrüchen und der darin aufgenommene Magnetanordnung können bei einer Relatiwerdrehung zwischen dem ersten Kupplungsring und dem zweiten Kupplungsring der erste Kupplungsring und der zweite Kupplungsring schnell und zuverlässig in die Freilaufstellung oder zurück in die Eingriffsstellung überführt werden. Dies liegt darin begründet, dass sich durch die Durchbrüche und die in den Durchbrüchen angeordnete Magnetanordnung bei einer Relatiwerdrehung zwischen dem ersten Kupplungsring und dem zweiten Kupplungsring die Wirkung der Magnetkraft der in dem ersten Kupplungsring aufgenommenen Magnete auf den zweiten Kupplungsring verändert. Die Anziehungskraft der Magnete in den Durchbrüchen des ersten Kupplungsrings wirkt am stärksten auf den zweiten Kupplungsring, wenn der zweite Kupplungsring vorbestimmte Winkelpositionen relativ zu den Magneten des ersten Kupplungsrings einnimmt. Befindet sich der zweite Kupplungsring nicht in einer der vorbestimmten Winkelposition relativ zu dem ersten Kupplungsring wirkt die Anziehungskraft der Magnete weniger stark auf den zweiten Kupplungsring. Anders ausgedrückt verändert sich die Magnetkraft in Abhängigkeit der Winkelpositionen des ersten Kupplungsrings und des zweiten Kupplungsrings relativ zueinander. Diese veränderliche bzw. variierende Magnetkraft ermöglicht das schnelle und zuverlässige Überführen der Kupplungsringe in die Freilaufstellung und aus der Freilaufstellung zurück in die Eingriffsstellung, in der die beiden Kupplungsringe in drehmomentübertragenden Eingriff stehen und ein Drehmoment auf die Nabenhülse übertragen werden kann.In the engaged position, a torque transmitted to the freewheel hub via the impeller is transmitted to the hub shell via the coupling rings in torque-transmitted engagement. In the engaged position there is no relative rotation or relative movement between the first coupling ring and the second coupling ring. For the transfer of the first coupling ring and the second coupling ring in the freewheeling position and also back takes place both a Relatiwerdrehung and a relative movement in the axial direction between the coupling rings. With the openings and the magnet arrangement accommodated therein, in a relative rotation between the first coupling ring and the second coupling ring, the first coupling ring and the second coupling ring can be transferred quickly and reliably into the freewheeling position or back into the engagement position. This is due to the fact that changes in a Relatiwerdrehung between the first coupling ring and the second coupling ring, the effect of the magnetic force of the magnets received in the first coupling ring on the second coupling ring through the apertures and arranged in the apertures magnet assembly. The attraction of the magnets in the apertures of the first coupling ring acts most strongly on the second coupling ring when the second coupling ring assumes predetermined angular positions relative to the magnets of the first coupling ring. The second coupling ring is not in one of the predetermined angular position relative to the first Coupling ring affects the attraction of the magnets less strong on the second coupling ring. In other words, the magnetic force varies depending on the angular positions of the first coupling ring and the second coupling ring relative to each other. This variable or varying magnetic force allows the quick and reliable transfer of the coupling rings in the freewheeling position and from the freewheeling position back into the engaged position, in which the two coupling rings are in torque-transmitting engagement and torque can be transmitted to the hub shell.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Durchbrüche in dem ersten Kupplungsring derart ausgebildet und angeordnet sein, dass ein Zahn des zweiten Kupplungsrings in der Eingriffsstellung einen von dem Durchbruch freigelegten Flächenabschnitt des in dem Durchbruch aufgenommenen Magneten vollständig überdeckt. Je größer der Überlappungsgrad zwischen einem Zahn des zweiten Kupplungsrings und dem freigelegten Abschnitt des in dem ersten Kupplungsring aufgenommenen Magnets ist, umso stärker wirkt die Anziehungskraft der Magnete in dem ersten Kupplungsring auf den Zahn des zweiten Kupplungsrings. Dies gilt auch unabhängig von der Eingriffsstellung, d.h. dies gilt auch dann, wenn die Kupplungsringe in axialer Richtung voneinander separiert sind. Befinden sich der erste Kupplungsring und der zweite Kupplungsring noch in einem in axialer Richtung der Nabenachse separierten Zustand, ist auch dann die Anziehungskraft des Magnets am größten, wenn ein Zahn des zweiten Kupplungsrings mit dem von dem Durchbruch freigelegten Abschnitt des Magneten weitgehend oder nahezu vollständig überlappt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Kupplungsringe schnell und zuverlässig aus der Freilaufstellung zurück in die Eingriffsstellung verlagert werden können.According to one embodiment of the invention, the openings in the first coupling ring can be designed and arranged in such a way that a tooth of the second coupling ring in the engaged position completely covers a surface section of the magnet received in the opening, which is exposed by the opening. The greater the degree of overlap between a tooth of the second coupling ring and the exposed portion of the magnet received in the first coupling ring, the stronger the force of attraction of the magnets in the first coupling ring acts on the tooth of the second coupling ring. This also applies regardless of the engagement position, i. This also applies if the coupling rings are separated from each other in the axial direction. If the first coupling ring and the second coupling ring are still in a state separated in the axial direction of the hub axle, then the attraction force of the magnet is greatest even if a tooth of the second coupling ring substantially or almost completely overlaps with the portion of the magnet exposed by the aperture , This can ensure that the coupling rings can be moved quickly and reliably from the freewheeling position back into the engaged position.
Die Durchbrüche in dem ersten Kupplungsring können zumindest abschnittsweise zwischen zwei benachbarten Zähnen der axialen Verzahnung des ersten Kupplungsrings ausgebildet sein. Der in dem jeweiligen Durchbruch aufgenommene Magnet kann den Bereich zwischen zwei benachbarten Zähnen überspannen, der im Wesentlichen einem Zahn des zweiten Kupplungsrings in der Eingriffsstellung entspricht, d.h. dieser Raum oder dieser Bereich wird in der Eingriffsstellung von einem Zahn des zweiten Kupplungsrings eingenommen. Die Durchbrüche können mit Anschlagflächen ausgebildet sein, an die sich die Magnete mit einer ihrer axialen Endflächen anlegen können. Bei stab- oder zylinderförmigen Magneten treten aus den axialen Endflächen die Feldlinien des Magnetfelds aus.The openings in the first coupling ring may be formed at least in sections between two adjacent teeth of the axial toothing of the first coupling ring. The magnet accommodated in the respective breakdown can span the region between two adjacent teeth, which substantially corresponds to a tooth of the second coupling ring in the engaged position, ie this space or region is occupied in the engaged position by a tooth of the second coupling ring. The apertures may be formed with stop surfaces on which the magnets can invest with one of their axial end surfaces. In the case of rod-shaped or cylindrical magnets, the field lines of the magnetic field emerge from the axial end faces.
Die in dem ersten Kupplungsring aufgenommene Magnetanordnung kann eine Mehrzahl von Magneten umfassen. Die Magnete können stab- oder zylinderförmige Magnete sein. Die Form der Durchbrüche in dem ersten Kupplungsring kann an die Form bzw. die Gestalt der Magnete angepasst werden. Der von dem Durchbruch freigelegte Flächenabschnitt des in dem ersten Durchbruch aufgenommenen Magnets kann flächenmäßig im Wesentlichen einer Gleitfläche eines Zahns des zweiten Kupplungsrings entsprechen.The magnet assembly received in the first coupling ring may comprise a plurality of magnets. The magnets can be rod-shaped or cylindrical magnets. The shape of the apertures in the first coupling ring can be adapted to the shape or the shape of the magnets. The area exposed by the aperture surface portion of the received in the first opening magnet may correspond in terms of area substantially a sliding surface of a tooth of the second coupling ring.
Gemäß einer Ausführungsform kann an der Nabenhülse wenigstens eine Führungshülse vorgesehen sein. Die wenigstens eine Führungshülse kann zur Führung des ersten und/oder des zweiten Kupplungsrings in Richtung der Nabenachse dienen. Bei hohen Geschwindigkeiten können von den Kupplungsringen Schwingungen und Vibrationen auf die Nabenhülse übertragen werden. Mit der wenigstens einen Führungshülse kann ein direkter Kontakt des ersten Kupplungsrings und/oder des zweiten Kupplungsrings mit der Nabenhülse in der Freilaufstellung verhindert werden, sodass keine Schwingungen und Vibrationen von dem ersten Kupplungsring und/oder dem zweiten Kupplungsring auf die Nabenhülse im Freilaufmodus übertragen werden können. Die wenigstens eine Führungshülse kann im Freilaufmodus der Freilaufnabe einen Kontakt des ersten Kupplungsrings in radialer und/oder axialer Richtung mit der Nabenhülse verhindern. Die wenigstens eine Führungshülse kann somit die Freilaufeinrichtung akustisch und schwingungstechnisch von der Nabenhülse entkoppeln. Die wenigstens eine Führungshülse kann aus einem Material hergestellt sein, das üblicherweise für Gleitlager verwendet wird. Dies kann insbesondere Kunststoff sein. Die wenigstens eine Führungshülse umfasst einen Führungsabschnitt zur Führung des ersten Kupplungsrings und/oder des zweiten Kupplungsrings. Ferner kann die wenigstens eine Führungshülse einen Befestigungsabschnitt umfassen, mit dem die wenigstens eine Führungshülse an der Nabenhülse angebracht sein kann.According to one embodiment, at least one guide sleeve may be provided on the hub shell. The at least one guide sleeve can serve to guide the first and / or the second coupling ring in the direction of the hub axle. At high speeds vibrations and vibrations can be transmitted from the coupling rings to the hub shell. With the at least one guide sleeve direct contact of the first coupling ring and / or the second coupling ring with the hub shell in the freewheeling position can be prevented, so that no vibrations and vibrations from the first coupling ring and / or the second coupling ring can be transmitted to the hub shell in the freewheeling mode , The at least one guide sleeve can prevent contact of the first coupling ring in radial and / or axial direction with the hub shell in the freewheeling mode of the freewheel hub. The at least one guide sleeve can thus decouple the freewheel device acoustically and vibrationally from the hub shell. The at least one guide sleeve may be made of a material that is commonly used for plain bearings. This can be in particular plastic. The at least one guide sleeve comprises a guide section for guiding the first coupling ring and / or the second coupling ring. Further, the at least one guide sleeve may include a mounting portion with which the at least one guide sleeve may be attached to the hub shell.
Wenigstens ein Magnet kann in der wenigstens einen Führungshülse aufgenommen sein. Der wenigstens eine Magnet in der wenigstens einen Führungshülse kann mit der Magnetanordnung in dem wenigstens einen ersten Kupplungsring zum Halten der Kupplungsringe in der Eingriffsstellung zusammenwirken. Ferner kann der wenigstens eine in der wenigstens einen Führungshülse aufgenommene Magnet zum Verlagern der Kupplungsringe zwischen der Freilaufstellung und der Eingriffsstellung mit der Magnetanordnung in dem ersten Kupplungsring zusammenwirken.At least one magnet may be received in the at least one guide sleeve. The at least one magnet in the at least one guide sleeve can cooperate with the magnet arrangement in the at least one first coupling ring for holding the coupling rings in the engaged position. Furthermore, the at least one magnet accommodated in the at least one guide sleeve can interact with the magnet arrangement in the first coupling ring for displacing the coupling rings between the freewheeling position and the engagement position.
Zumindest der erste Kupplungsring kann eine Ausnehmung zur Aufnahme der wenigstens einen Führungshülse aufweisen. Zumindest der erste Kupplungsring kann mit der wenigstens einen Ausnehmung in axialer Richtung verschieblich an der Führungshülse geführt sein. Die Führungshülse kann mit wenigstens einem Absatz oder wenigstens einer Anlagefläche ausgeführt sein. Der erste Kupplungsring kann sich in der Freilaufstellung an die Anlagefläche oder den Absatz anlegen.At least the first coupling ring may have a recess for receiving the at least one guide sleeve. At least the first coupling ring can be guided with the at least one recess in the axial direction displaceable on the guide sleeve. The guide sleeve can be designed with at least one shoulder or at least one contact surface. The first coupling ring can create in the freewheeling position of the contact surface or the paragraph.
Die wenigstens eine Führungshülse kann nachgiebig oder elastisch an der Nabenhülse gelagert sein. Mit anderen Worten kann die wenigstens eine Führungshülse schwingungsdämpfend in wenigstens einer Aufnahme in der Führungshülse aufgenommen werden. Insbesondere der Befestigungsabschnitt der wenigstens einen Nabenhülse kann in der Aufnahme in der Nabenhülse aufgenommen sein. Die wenigstens eine Führungshülse kann über wenigstens ein elastisches Element schwingungsdämpfend an der Nabenhülse angebracht sein. Beispielsweise kann das elastische Element aus einem Elastomer hergestellt sein. Das wenigstens eine elastische Element kann ringförmig ausgebildet sein.The at least one guide sleeve may be resiliently or elastically mounted on the hub shell. In other words, the at least one guide sleeve can be accommodated vibration damping in at least one receptacle in the guide sleeve. In particular, the attachment portion of the at least one hub shell may be received in the receptacle in the hub shell. The at least one guide sleeve can be mounted on at least one elastic element vibration damping on the hub shell. For example, the elastic element may be made of an elastomer. The at least one elastic element may be annular.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die wenigstens eine Führungshülse derart ausgebildet sein, dass die wenigstens eine Führungshülse einen vorbestimmten Luftspalt zwischen dem in ihr aufgenommenen Magnet und den Kupplungsringen einstellt. Dadurch kann die Magnetkraft der in den Führungshülsen aufgenommenen Magnete derart eingestellt werden, dass Kupplungsringe schnell in die Eingriffsstellung zurück verlagert werden können, und dennoch ebenfalls eine zügige Trennung der Kupplungsringe beim Übergang in die Freilaustellung möglich ist.According to one embodiment of the invention, the at least one guide sleeve can be designed such that the at least one guide sleeve sets a predetermined air gap between the magnet received in it and the coupling rings. Thereby, the magnetic force of the magnets accommodated in the guide sleeves can be adjusted so that coupling rings can be quickly moved back into the engaged position, and yet also a rapid separation of the coupling rings in the transition to the free position is possible.
Die wenigstens eine Ausnehmung in dem ersten Kupplungsring zur Aufnahme der wenigstens einen Führungshülse kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass die wenigstens eine Ausnehmung in der Eingriffsstellung von einem Zahn des zweiten Kupplungsrings zumindest abschnittsweise überdeckt ist. Die wenigstens eine Ausnehmung in dem Kupplungsring zur Aufnahme der wenigstens einen Führungshülse und ein Durchbruch der Durchbrüche zur Aufnahme der Magnetanordnung in dem ersten Kupplungsring können in Umfangsrichtung des ersten Kupplungsrings und des zweiten Kupplungsrings wechselweise angeordnet und um einen vorbestimmten Winkelbetrag zueinander versetzt angeordnet sein. Die wenigstens eine Führungshülse kann derart ausgebildet und an der Nabenhülse angeordnet sein, dass mit der wenigstens einen Führungshülse ein vorbestimmtes Spiel bzw. ein vorbestimmter Luftspalt zwischen einer Radialverzahnung der Nabenhülse und einer Radialverzahnung zumindest des ersten Kupplungsrings einstellbar ist. Dadurch kann erreicht werden, dass im Freilaufmodus nur zwischen diesen Verzahnungen ein Luftspalt aufrechterhalten wird, der eine schwingungstechnische Entkopplung bereitstellt. Mit diesem Luftspalt kann verhindert werden, dass die beim Aufeinandertreffen der Gleitflächen der Kupplungsringe entstehenden Schwingungen und Vibrationen auf die Nabenhülse übertragen werden. Die einzelnen Zähne der Radialverzahnungen der Nabenhülse und des ersten Kupplungsrings weisen Lastflanken und Nichtlastflanken auf. Die Lastflanken dienen zur Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Kupplungsring und der Nabenhülse. Über die Führung des ersten Kupplungsrings mittels der wenigstens einen Führungshülse kann ein vorbestimmtes Spiel bzw. ein vorbestimmter Luftspalt zwischen den Radialverzahnungen der Nabenhülse und des ersten Kupplungsrings derart eingestellt werden, dass der Luftspalt bzw. das Spiel zwischen den Lastflanken der Zähne der Radialverzahnungen gering und gleichzeitig das Spiel bzw. der Luftspalt zwischen den Nichtlastflanken der Radialverzahnungen relativ groß ist. In der Eingriffsstellung der Kupplungsringe, d. h. es soll eine Drehmomentübertragung auf die Nabenhülse stattfinden, kann so unter Ausnutzung des zwischen der wenigstens einen Führungshülse und des ersten Kupplungsrings die Kraftübertragung über die Lastflanken ungehindert erfolgen. In der Freilaufstellung kann das auf dem ersten Kupplungsring wirkende Freilaufmoment vollständig von der wenigstens einen Führungshülse aufgenommen werden, da kein direkter Kontakt zwischen den Radialverzahnungen der Nabenhülse und des ersten Kupplungsrings stattfindet. Da die wenigstens eine Führungshülse im Freilaufmodus einen Kontakt zwischen den Radialverzahnungen der Nabenhülse und des ersten Kupplungsrings wirksam verhindern kann, können auch in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung auftretende Schwingungen und Vibrationen nicht von der Freilaufeinrichtung auf die Nabenhülse übertagen werden. Die wenigstens eine Führungshülse kann dementsprechend die Nabenhülse schwingungstechnisch von der Freilaufeinrichtung entkoppeln. Zusammenfassend ist festzuhalten: In Antriebsrichtung kann zwischen den Zähnen der Radialverzahnungen der Nabenhülse und des ersten Kupplungsrings eine Kraftübertragung erfolgen, d.h. die Zähne liegen aneinander an. Bestehen die Zähne beispielsweise aus Metall erfolgt die Kraftübertragung somit durch Metall auf Metall. Im Gegensatz dazu wird im Freilaufmodus über die wenigstens eine Führungshülse immer ein Luftspalt zwischen den Radialverzahnungen der Nabenhülse und des ersten Kupplungsrings eingestellt, so dass eine Übertragung von Schwingungen und Vibrationen auf die Nabenhülse verhindert werden kann.The at least one recess in the first coupling ring for receiving the at least one guide sleeve can be designed and arranged such that the at least one recess is at least partially covered by a tooth of the second coupling ring in the engaged position. The at least one recess in the coupling ring for receiving the at least one guide sleeve and a breakthrough of the apertures for receiving the magnet assembly in the first coupling ring can be arranged alternately in the circumferential direction of the first coupling ring and the second coupling ring and offset by a predetermined angle to each other. The at least one guide sleeve may be formed and arranged on the hub shell, that with the at least one guide sleeve a predetermined clearance or a predetermined air gap between a radial toothing of the hub shell and a radial toothing at least the first coupling ring is adjustable. This can be achieved that in the freewheeling mode only between these teeth an air gap is maintained, which provides a vibrational decoupling. With this air gap can be prevented that the vibrations and vibrations resulting from the meeting of the sliding surfaces of the coupling rings are transmitted to the hub shell. The individual teeth of the radial gears of the hub shell and the first coupling ring have load flanks and non-load flanks. The load flanks are used for torque transmission between the first coupling ring and the hub shell. About the leadership of the first coupling ring by means of at least one guide sleeve, a predetermined clearance or a predetermined air gap between the radial teeth of the hub shell and the first coupling ring can be adjusted such that the air gap and the clearance between the load flanks of the teeth of the radial gears low and simultaneously the clearance or the air gap between the non-load flanks of the radial toothings is relatively large. In the engaged position of the coupling rings, ie there should be a torque transfer to the hub shell, so taking advantage of between the at least one guide sleeve and the first coupling ring, the power transmission via the load flanks occur unhindered. In the free-running position, the free-wheeling torque acting on the first coupling ring can be completely absorbed by the at least one guide sleeve, since there is no direct contact between the radial toothings of the hub sleeve and the first coupling ring. Since the at least one guide sleeve in free-running mode can effectively prevent contact between the radial teeth of the hub shell and the first coupling ring, vibrations and vibrations occurring in the radial direction and / or in the circumferential direction can not be transmitted from the freewheel device to the hub shell. Accordingly, the at least one guide sleeve can decouple the hub shell from the freewheel device in terms of vibration technology. In summary, it should be noted: In the drive direction can be done between the teeth of the radial teeth of the hub shell and the first coupling ring power transmission, ie, the teeth abut each other. For example, if the teeth are made of metal, the force is transmitted through metal to metal. In contrast, in the freewheeling mode via the at least one guide sleeve, an air gap is always set between the radial toothings of the hub shell and the first coupling ring, so that transmission of vibrations and vibrations to the hub shell can be prevented.
Die in den Durchbrüchen des ersten Kupplungsrings aufgenommenen Magnete der Magnetanordnung können die gleiche Ausrichtung bezüglich ihres Nord- und Südpols aufweisen. Das wenigstens eine in der wenigstens einen Führungshülse aufgenommene Magnet kann die gleiche Ausrichtung bezüglich des Nord- und Südpols wie die in dem ersten Kupplungsring aufgenommenen Magnete aufweisen. Sämtliche Magnete können somit gleichpolig angeordnet sein.The magnets of the magnet arrangement accommodated in the openings of the first coupling ring can have the same orientation with respect to their north and south poles. The at least one magnet received in the at least one guide sleeve may have the same orientation with respect to the north and south poles as the Have recorded in the first coupling ring magnets. All magnets can thus be arranged gleichpolig.
Gemäß einer Ausführungsform kann sich die von der wenigstens einen Magnetanordnung bereitgestellte Anziehungskraft in Abhängigkeit der Winkelpositionen des ersten Kupplungsrings und des zweiten Kupplungsrings relativ zueinander verändern. Ferner kann sich die von dem wenigstens einen Magnet in der wenigstens einen Führungshülse bereitgestellte Anziehungskraft in Abhängigkeit der Winkelpositionen des ersten Kupplungsrings und des zweiten Kupplungsrings relativ zueinander verändern.According to one embodiment, the attractive force provided by the at least one magnet arrangement may vary relative to one another depending on the angular positions of the first coupling ring and the second coupling ring. Further, the attraction force provided by the at least one magnet in the at least one guide sleeve may vary relative to one another depending on the angular positions of the first coupling ring and the second coupling ring.
Somit können hohe magnetische Anziehungskräfte der wenigstens einen Magnetanordnung und/oder des wenigstens eines Magnets in der Führungshülse in Abhängigkeit von vorbestimmten Winkelpositionen gewährleistet werden, die die Kupplungsringe aneinander halten. Da sich die Anziehungskräfte in Abhängigkeit der Winkelpositionen der Kupplungsringe ändern, kann beispielsweise durch einen starken Abfall der Anziehungskräfte der Magnete bei sich verändernden Winkelpositionen der Kupplungsringe eine schnelle Trennung der Kupplungsringe zum Übergang in die Freilaufstellung erreicht werden.Thus, high magnetic attraction forces of the at least one magnet arrangement and / or the at least one magnet in the guide sleeve can be ensured in dependence on predetermined angular positions which hold the coupling rings together. Since the forces of attraction change as a function of the angular positions of the coupling rings, rapid separation of the coupling rings for transition to the freewheeling position can be achieved, for example, by a sharp drop in the attractive forces of the magnets with changing angular positions of the coupling rings.
Auch in der Freilaufstellung können in Abhängigkeit der Winkelpositionen der Kupplungsringe relativ zueinander hohe Anziehungskräfte auf den zweiten Kupplungsring wirken, wobei die Anziehungskräfte aufgrund des axialen Abstands zwischen den Kupplungsringen in der Freilaufstellung etwas geringer als in der Eingreifstellung sind. Durch diese relativen großen Anziehungskräfte in vorbestimmten Winkelpositionen kann erreicht werden, dass die Kupplungsringe aus der Freilaufstellung schnell wieder zurück in die Eingreifstellung überführt werden können, in der sie in drehmomentübertragenden Eingriff miteinander stehen.Even in the freewheeling position can act in response to the angular positions of the coupling rings relative to each other high attraction forces on the second coupling ring, the attraction forces are slightly lower than in the engagement position due to the axial distance between the coupling rings in the freewheeling position. By these relatively large forces of attraction in predetermined angular positions can be achieved that the coupling rings can be transferred from the freewheeling position quickly back into the engagement position in which they are in torque-transmitting engagement with each other.
Der erste Kupplungsring und der zweite Kupplungsring können derart ausgebildet sein, dass in zumindest einer vorbestimmten Winkelposition des ersten Kupplungsrings relativ zum zweiten Kupplungsring ausschließlich die Anziehungskraft der wenigstens einen Magnetanordnung auf den zweiten Kupplungsring wirkt. Der erste Kupplungsring und der zweite Kupplungsring können ferner auch derart ausgebildet sein, dass in zumindest einer vorbestimmten Winkelposition des ersten Kupplungsrings relativ zum zweiten Kupplungsring die Anziehungskräfte der wenigstens einen Magnetanordnung und des wenigstens einen Magnets in der wenigstens einen Führungshülse zusammen auf den zweiten Kupplungsring wirken.The first coupling ring and the second coupling ring may be formed such that acts in at least one predetermined angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring exclusively the attraction of the at least one magnet assembly on the second coupling ring. The first coupling ring and the second coupling ring may also be designed such that act in at least one predetermined angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring, the attractive forces of the at least one magnet assembly and the at least one magnet in the at least one guide sleeve together on the second coupling ring.
Gemäß einer Ausführungsform können der erste Kupplungsring und der zweite Kupplungsring über ein Entkopplungselement von der Nabenhülse zumindest in axialer Richtung schwingungstechnisch entkoppelbar sein.According to one embodiment, the first coupling ring and the second coupling ring can be decoupled via a decoupling element of the hub shell at least in the axial direction of vibration technology.
Die voranstehend beschriebenen Aufgaben werden auch mit einer Freilaufnabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Die Freilaufeinrichtung ist über wenigstens eine Entkopplungseinrichtung von der Nabenhülse schwingungstechnisch entkoppelt.The above-described objects are also achieved with a freewheel hub with the features of
Die Entkopplungseinrichtung stellt eine Entkopplung der Freilaufeinrichtung von der Nabenhülse in axialer, radialer und Umfangsrichtung bereit. Die Entkopplung in radialer Richtung und Umfangsrichtung bezieht sich auf den Fall, wenn sich die Freilaufeinrichtung im Freilaufmodus befindet, in dem kein Drehmoment übertragen wird.The decoupling device provides a decoupling of the freewheel device from the hub shell in the axial, radial and circumferential direction. The decoupling in the radial direction and circumferential direction relates to the case when the freewheel device is in the freewheeling mode in which no torque is transmitted.
Die wenigstens eine Entkopplungseinrichtung sorgt dafür, dass in der Freilaufeinrichtung entstehende Vibrationen und Schwingungen nicht auf die Nabenhülse übertragen werden können. Dadurch wird verhindert, dass durch die in der Freilaufeinrichtung entstehenden Schwingungen und Vibrationen Geräusche entwickelt werden, die den Fahrer des Fahrrads und seine Umgebung stören können. Die wenigstens eine Entkopplungseinrichtung verhindert ferner, dass die Kupplungsringe der Freilaufeinrichtung im Freilaufmodus in radialer Richtung, in axialer Richtung und in Umfangsrichtung an der Nabenhülse anschlagen können. Dies trägt ebenfalls erheblich zur Reduzierung der Geräuschentwicklung bei.The at least one decoupling device ensures that vibrations and vibrations arising in the freewheel device can not be transmitted to the hub shell. This prevents the vibrations and vibrations generated in the freewheel device from generating noise which can disturb the driver of the bicycle and its surroundings. The at least one decoupling device further prevents the coupling rings of the freewheel device in the freewheeling mode can strike in the radial direction, in the axial direction and in the circumferential direction of the hub shell. This also contributes significantly to the reduction of noise.
Die wenigstens eine Entkopplungseinrichtung kann wenigstens ein Entkopplungselement aufweisen. Das wenigstens eine Entkopplungselement kann ein axiales Anschlagen des ersten Kupplungsrings und/oder des zweiten Kupplungsrings an der Nabenhülse verhindern. Durch das wenigstens eine Entkopplungselement kann ferner die Herstellung der Freilaufnabe vereinfacht und auch die Herstellungskosten reduziert werden. Durch das wenigstens eine Entkopplungselement kann die Toleranzkette zwischen Nabenhülse, ersten Kupplungsring und zweiten Kupplungsring reduziert werden, d.h. genannten Komponenten können mit einem breiteren Toleranzband hergestellt werden, was die Herstellungsaufwand und auch die Herstellungskosten reduziert.The at least one decoupling device can have at least one decoupling element. The at least one decoupling element can prevent an axial abutment of the first coupling ring and / or the second coupling ring on the hub shell. By means of the at least one decoupling element, furthermore, the production of the freewheel hub can be simplified and also the production costs can be reduced. By the at least one decoupling element, the tolerance chain between the hub shell, the first coupling ring and the second coupling ring can be reduced, i. mentioned components can be produced with a wider tolerance band, which reduces the manufacturing costs and also the manufacturing cost.
Das wenigstens eine Entkopplungselement kann ein Entkopplungsring sein. Durch das wenigstens eine Entkopplungselement bzw. durch den wenigstens einen Entkopplungsring wird somit die Nabenhülse von Schwingungen bzw. Schlägen in axialer Richtung von der von dem ersten Kupplungsring und dem zweiten Kupplungsring gebildeten Freilaufrichtung entkoppelt. Dadurch wird eine Übertragung von Schwingungen und Schlägen über die Nabenhülse auf das Laufrad bzw. die Felge verhindert, wodurch die Geräuschentwicklung der Freilaufnabe bzw. der Kombination aus Freilaufnabe und Laufrad erheblich reduziert werden kann. Das wenigstens eine Entkopplungselement ist vorzugsweise aus einem dämpfenden Material hergestellt. Dadurch wird die von dem ersten Kupplungsring und dem zweiten Kupplungsring gebildete Freilaufeinrichtung von der Nabenhülse entkoppelt. Das wenigstens eine Entkopplungselement kann aus einem Kunststoff oder einem Elastomer hergestellt sein.The at least one decoupling element may be a decoupling ring. By the at least one decoupling element or by the at least one decoupling ring Thus, the hub shell is decoupled from vibrations or shocks in the axial direction of the freewheeling direction formed by the first coupling ring and the second coupling ring. As a result, a transmission of vibrations and shocks on the hub shell on the impeller or the rim is prevented, whereby the noise of the freewheel hub or the combination of freewheel hub and impeller can be significantly reduced. The at least one decoupling element is preferably made of a damping material. As a result, the freewheel device formed by the first coupling ring and the second coupling ring is decoupled from the hub shell. The at least one decoupling element may be made of a plastic or an elastomer.
Gemäß einer Ausführungsform können der wenigstens eine Entkopplungsring, der erste Kupplungsring und der zweite Kupplungsring eine separate Baugruppe bilden. Diese Baugruppe kann mit ihrem Innenumfang an der Nabenhülse gleiten. Der wenigstens eine Entkopplungsring und der zweite Kupplungsring können derart verbunden sein, dass eine Relativbewegung zwischen dem ersten Kupplungsring und dem mit dem zweiten Kupplungsring verbundenen wenigstens einen Entkopplungsring in axialer Richtung möglich ist. Der erste Kupplungsring kann mit seiner Innenumfangsfläche an der von dem zweiten Kupplungsring und dem wenigstens einen Entkopplungsring gebildeten Einheit in axialer Richtung verschieblich und verdrehbar gelagert sein. Ferner kann die von dem zweiten Kupplungsring und dem wenigstens einen Entkopplungsring gebildete Einheit an der Außenumfangsfläche der Nabenhülse in axialer Richtung verlagerbar und verdrehbar gelagert sein. Die von dem zweiten Kupplungsring und dem wenigstens einen Entkopplungsring gebildete Einheit kann die Relativbewegung des ersten Kupplungsrings in axialer Richtung begrenzen. Dazu kann der wenigstens eine Entkopplungsring einen in radialer Richtung vorspringenden Vorsprung aufweisen. Neben dem Vorsprung des wenigstens einen Entkopplungsrings kann auch der zweite Kupplungsring eine Relativbewegung des ersten Kupplungsrings in axialer Richtung begrenzen.According to one embodiment, the at least one decoupling ring, the first coupling ring and the second coupling ring may form a separate assembly. This assembly can slide with its inner circumference on the hub shell. The at least one decoupling ring and the second coupling ring can be connected in such a way that a relative movement between the first coupling ring and the at least one decoupling ring connected to the second coupling ring in the axial direction is possible. The first coupling ring can be mounted with its inner circumferential surface on the unit formed by the second coupling ring and the at least one decoupling ring in the axial direction displaceable and rotatable. Furthermore, the unit formed by the second coupling ring and the at least one decoupling ring can be mounted so as to be displaceable and rotatable in the axial direction on the outer peripheral surface of the hub shell. The unit formed by the second coupling ring and the at least one decoupling ring can limit the relative movement of the first coupling ring in the axial direction. For this purpose, the at least one decoupling ring can have a projection projecting in the radial direction. In addition to the projection of the at least one decoupling ring and the second coupling ring can limit a relative movement of the first coupling ring in the axial direction.
Die wenigstens eine Entkopplungseinrichtung kann wenigstens eine Führungshülse aufweisen. Die wenigstens eine Führungshülse kann an der Nabenhülse vorgesehen sein. Die wenigstens eine Führungshülse kann zur Führung des ersten und/oder des zweiten Kupplungsrings in Richtung der Nabenachse dienen.The at least one decoupling device may have at least one guide sleeve. The at least one guide sleeve may be provided on the hub shell. The at least one guide sleeve can serve to guide the first and / or the second coupling ring in the direction of the hub axle.
Die wenigstens eine Führungshülse kann wenigstens einen Anschlag für den ersten Kupplungsring aufweisen. An den wenigstens einen Anschlag kann sich der erste Kupplungsring anlegen. Der erste Kupplungsring kann sich in Abhängigkeit der Winkelposition des ersten Kupplungsrings relativ zu dem zweiten Kupplungsring an den wenigstens einen Anschlag an der wenigstens einen Führungshülse anlegen. Dies kann insbesondere bei der Überführung der Kupplungsringe aus der Eingriffsstellung in die Freigabestellung erfolgen.The at least one guide sleeve may have at least one stop for the first coupling ring. At least one stop can be the first Apply coupling ring. Depending on the angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring, the first coupling ring can abut against the at least one stop on the at least one guide sleeve. This can be done in particular in the transfer of the coupling rings from the engaged position to the release position.
Die wenigstens eine Führungshülse kann wenigstens eine Anlagefläche zur Anlage des wenigstens eines Entkopplungselements aufweisen. Das wenigstens eine Entkopplungselement kann an der wenigstens einen Anlagefläche der Führungshülse anliegen und in Abhängigkeit der Winkelposition des ersten Kupplungsrings relativ zu dem zweiten Kupplungsring von der wenigstens einen Anlagefläche an der wenigstens einen Führungshülse abgehoben werden. Die wenigstens eine Anlagefläche kann sich in senkrecht zur Achse der Freilaufnabe erstrecken.The at least one guide sleeve may have at least one abutment surface for abutment of the at least one decoupling element. The at least one decoupling element can rest against the at least one contact surface of the guide sleeve and be lifted off the at least one contact surface on the at least one guide sleeve depending on the angular position of the first coupling ring relative to the second coupling ring. The at least one contact surface may extend perpendicular to the axis of the freewheel hub.
Die beiden vorstehenden Absätze gelten für sämtliche der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, die damit derartig ausgebildete Führungshülse aufweisen können.The two preceding paragraphs apply to all of the embodiments described above, which can thus have such a trained guide sleeve.
Ferner kann in dem in der Nabenhülse zur Aufnahme der Freilaufeinrichtung ausgebildeten Raum wenigstens ein schallreduzierendes Material vorgesehen sein. Das schallreduzierende Material kann alternativ zu den voranstehend beschriebenen Entkopplungsmaßnahmen und auch mit herkömmlichen Freilaufnaben verwendet werden.Furthermore, at least one sound-reducing material can be provided in the space formed in the hub shell for receiving the freewheel device. The sound-reducing material may be used as an alternative to the decoupling measures described above and also with conventional freewheel hubs.
Die schallreduzierenden Elemente können schallabsorbierende Elemente oder schalldämpfende Elemente sein. Bei einer Schallabsorption wird die Schallenergie durch Umwandlung in Wärme vermindert. Bei der Schalldämpfung kann die Schallintensität dadurch verringert werden, dass die Schallenergie beispielsweise auf eine größere Fläche umverteilt wird. Die schallreduzierenden Elemente dienen dementsprechend dazu, störende Geräusche in der Fahrradnabe zu verringern. Die schallreduzierenden Elemente können aus porösen Materialien hergestellt sein. Geeignete Materialien können mikrozellige Polymere, Polyurethane und andere porig geschäumte Kunststoffe sein. Auch natürliche poröse Werkstoffe wie zum Beispiel Kork können als schallreduzierendes Bauelement verwendet werden. Durch den Absorptions- bzw. Dämpfungsgrad der porösen oder zelligen Werkstoffe kann auf weitere schalldämpfende Maßnahmen in der Freilaufnabe verzichtet werden. Dadurch kann beispielsweise auf schleifende Dichtungen, die die Reibung zwischen den einzelnen Komponenten der Freilaufnabe erhöhen, verzichtet werden.The sound-reducing elements may be sound-absorbing elements or sound-damping elements. In sound absorption, the sound energy is reduced by conversion into heat. In sound attenuation, the sound intensity can be reduced by redistributing the sound energy, for example, over a larger area. The sound-reducing elements serve accordingly to reduce disturbing noises in the bicycle hub. The sound-reducing elements may be made of porous materials. Suitable materials may be microcellular polymers, polyurethanes and other porous foamed plastics. Even natural porous materials such as cork can be used as a sound-reducing component. Due to the absorption or damping of the porous or cellular materials can be dispensed with further sound-absorbing measures in the freewheel hub. As a result, it is possible, for example, to dispense with sliding seals which increase the friction between the individual components of the freewheel hub.
Das schallreduzierende Material kann zumindest einen Wandabschnitt des in der Nabenhülse zur Aufnahme der Freilaufeinrichtung ausgebildeten Raums bedecken.The sound-reducing material may cover at least a wall portion of the space formed in the hub shell for receiving the freewheel device space.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es stellen dar:
Figur 1- eine achsenthaltende Schnittansicht einer Freilaufnabe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2- eine Schnittansicht der Nabenachse der Freilaufnabe gemäß
Figur 1 ; - Figur 3
- eine vergrößerte Detailansicht des Details III in
;Figur 2 - Figur 4
- eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht einer Kupplungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Figur 5
- eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts V in
Figur 4 ; - Figur 6
- eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht der Freilaufnabe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Figur 7
- eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VII in
Figur 6 ; - Figur 8
- eine Schnittansicht der Freilaufnabe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- Figur 9
- eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts IX in
Figur 8 ; Figuren 10bis 12- Schnittansichten verschiedener Stellungen der Freilaufeinrichtung der Freilaufnabe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beim Übergang aus der Eingriffsstellung in die Freigabestellung;
- Figuren 13 bis 15
- vergrößerte Ansichten der von dem Entkopplungsring und den beiden Kupplungsringen gebildeten Baugruppe beim Übergang aus der Eingriffsstellung in die Freilaufstellung;
Figur 16- eine Vorderansicht einer Freilaufnabe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- Figur 17
- eine Schnittansicht der Freilaufnabe gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 18- eine weitere Schnittansicht der Freilaufnabe gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
- Figur 19
- ein Diagramm des Verlaufs der Anziehungskraft.
- FIG. 1
- an axis-containing sectional view of a freewheel hub according to a first embodiment of the invention;
- FIG. 2
- a sectional view of the hub axle of the freewheel hub according to
FIG. 1 ; - FIG. 3
- an enlarged detail view of the detail III in
FIG. 2 ; - FIG. 4
- a partially broken perspective view of a coupling device according to the first embodiment of the invention;
- FIG. 5
- an enlarged view of the section V in
FIG. 4 ; - FIG. 6
- a partially broken-away perspective view of the freewheel hub according to the first embodiment of the invention;
- FIG. 7
- an enlarged view of the section VII in
FIG. 6 ; - FIG. 8
- a sectional view of the freewheel hub according to the first embodiment of the invention;
- FIG. 9
- an enlarged view of the section IX in
FIG. 8 ; - FIGS. 10 to 12
- Sectional views of various positions of the freewheel device of the freewheel hub according to the first embodiment of the invention in the transition from the engaged position to the release position;
- FIGS. 13 to 15
- enlarged views of the assembly formed by the decoupling ring and the two coupling rings in the transition from the engaged position to the freewheeling position;
- FIG. 16
- a front view of a freewheel hub according to a second embodiment of the invention;
- FIG. 17
- a sectional view of the freewheel hub according to the second embodiment of the invention;
- FIG. 18
- a further sectional view of the freewheel hub according to the second embodiment of the invention; and
- FIG. 19
- a diagram of the course of the attraction.
In
Auf der Nabenachse 12 ist über die beiden Wälzlager 14, 16 eine Nabenhülse 18 drehbar gelagert. Die Nabenhülse 18 weist zwei Speichenflansche 20, 22 auf, an denen Speichen in an sich bekannter Weise anbringbar sind. Ferner ist an der Nabenachse 12 ein Antreiber 24 bzw. eine Antreiberhülse 24 über Wälzlager 26 und 28 drehbar gelagert.On the
Das Lager 14 stützt sich an einem an der Nabenachse 12 ausgebildeten Vorsprung 30 ab. Das Lager 14 wird über ein Verschlusselement 32, das auf die Nabenachse 12 aufgesteckt ist, gegen den Vorsprung 30 gedrückt. An der Achse 12 ist ein weiterer Vorsprung bzw. eine Stufe 34 ausgebildet. An jeder axialen Seite dieser Stufe 34 stützt sich eines der Lager 16 und 26 ab. An der Antreiberhülse 24 sind nach radial innen vorspringende Vorsprünge 36 vorgesehen, die zum Abstützen bzw. Positionieren der Lager 26 und 28 auf der Nabenachse 12 dienen. In der Nabenachse 12 ist ein in Richtung der Achse M verlagerbares Befestigungselements 38 aufgenommen, das insbesondere dazu dient, das Lager 26 in seiner vorbestimmten Position über eine Presspassung festzulegen. Auf das Befestigungselement 38 und die Nabenachse 12 wird mit Bezug auf
Wird das Verschlusselement 40 auf die Nabenachse 12 aufgesteckt, wird das Befestigungselement 38 entlang der Achse M zu einem nach radial innen vorstehenden Vorsprung 46 an der Nabenachse 12 verlagert bzw. gegen diesen Vorsprung gepresst. Der Vorsprung 44 weist eine geneigt bzw. schräg zu der Achse M verlaufende Anlagefläche 46 auf, die im Wesentlichen zu dem Verschlusselement 40 zeigt. Das Befestigungselement 38 weist einen Endabschnitt 48 auf, der den Durchmesser des Befestigungselements 38 verengt bzw. einschnürt. Der Endabschnitt 48 ist somit konisch ausgebildet. An diesem Endabschnitt 48 ist eine geneigte Anlagefläche 50 vorgesehen, die mit der Anlagefläche 46 an dem Vorsprung 40 der Nabenachse 12 in Kontakt gebracht werden kann. Die Anlagefläche 46 des Vorsprungs 44 bildet eine Gegenanlagefläche für die Anlagefläche 50 des Befestigungselements 38. Das Befestigungselement 38 wird bei der Verschraubung des Verschlusselements 40 mit der Nabenhülse 12 gegen den Vorsprung 44 bzw. die Anlagefläche 46 verspannt. Das Befestigungselement 38 kann somit eine axial auf das Befestigungselement 38 ausgeübte Kraft in eine radiale Vergrößerung des Querschnitts der Nabenachse 12 umsetzen. Dadurch wird in Abhängigkeit der Neigungswinkel der Anlageflächen 46 und 50 der Querschnitt der Nabenachse 12 abschnittsweise oder auch punktuell in radialer Richtung vergrößert oder aufgeweitet. Durch diese Aufweitung vergrößert sich der Außendurchmesser der Nabenachse. Die Vergrößerung des Durchmessers bzw. des Außendurchmessers der Nabenachse 12 führt dazu, dass eine Presspassung zwischen dem Lager 26 und dem Außenumfang der Nabenachse 12 hergestellt wird. Dadurch wird das Lager 26 in seiner vorbestimmten Position an der Nabenachse 12 in radialer Richtung festgelegt. Das Lager 26 kann sich durch den hergestellten Presssitz nicht lockern und der Abstand zwischen den Lagern 26 und 28 kann dauerhaft festgelegt werden, ohne dass bei der Montage spezielle Maßnahmen zur Einhaltung des Abstands getroffen werden müssen. Insbesondere kann auf die aus dem Stand der Technik bekannten Distanzhülsen zwischen den Lager 26 und 28 verzichtet werden. Durch die dauerhafte Festlegung des Abstands zwischen dem Lager 26 und dem Lager 28 an der Nabenachse werden Lagerschäden und Verschleißerscheinungen an der Achse sowie an den Lagern vermieden.If the
Zwischen der Antreiberhülse 24 und der Nabenhülse 18 ist die Freilaufeinrichtung 52 erkennbar. Die Freilaufeinrichtung 52 wird über Verschlusselemente 54, die sich zwischen der Nabenhülse 18 und der Antreiberhülse 24 erstrecken, zur Umgebung hin abgeschlossen und auch über einen Dichtungsring 56 abgedichtet. Die Freilaufeinrichtung 52 ist in der Nabenhülse 18 aufgenommen. Die Freilaufeinrichtung 52 umfasst einen ersten Kupplungsring 58 und einen zweiten Kupplungsring 60. Der zweite Kupplungsring 60 ist mit einem Entkopplungsring 62 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Entkopplungsring 62 und dem zweiten Kupplungsring 60 kann beispielswiese über eine Rast- oder eine Schnappverbindung hergestellt werden. Der Entkopplungsring 62 kann aus Kunststoff hergestellt sein. Der Entkopplungsring 62 soll verhindern, dass die Kupplungsringe 58 und 60 an der Nabenhülse in axialer Richtung anschlagen. Dieses Anschlagen an der Nabenhülse 18 kann zu unerwünschten Schwingungen und Geräuschentwicklungen führen. Der Entkopplungsring 62 entkoppelt somit die Kupplungsringe 58 und 60 in axialer Richtung schwingungstechnisch bzw. akustisch von der Nabenhülse 18. Der erste Kupplungsring 58 kann mit seinem Innenumfang auf den zweiten Kupplungsring 60 und den Entkopplungsring 62 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung relativ bewegt werden. Anders ausgedrückt kann der erste Kupplungsring 58 mit seinem Innenumfang auf dem Entkopplungsring 62 und den zweiten Kupplungsring 60 gleiten. Der Entkopplungsring 62 weist einen nach radial außen vorstehenden Vorsprung 64 auf, über den der erste Kupplungsring 58 an dem Entkopplungsring 62 und dem zweiten Kupplungsring 60 gehalten wird.Between the
Der erste Kupplungsring 58, der zweite Kupplungsring 60 und der Entkopplungsring 62 bilden eine separate Baugruppe, die an der Nabenhülse 18 bewegbar angeordnet ist. Der mit dem Entkopplungsring 62 verbundene zweite Kupplungsring 60 kann sich zusammen mit dem Entkopplungsring 62 in axialer Richtung relativ zu dem ersten Kupplungsring 58 bewegen. Wie voranstehend bereits erwähnt wurde, kann sich auch der erste Kupplungsring 58 relativ zu dem zweiten Kupplungsring 60 und dem Entkopplungsring 62 bewegen.The
Der erste Kupplungsring 58 weist gestuft profilierte Durchbrüche 66 auf, in denen Magnete 68 eingesetzt und über die gestufte Profilierung gehalten sind. Die Magnete 68 können zylinderförmig oder stabförmig ausgebildet sein. Die Durchbrüche 66 sind in ihrer Form an die Gestalt der Magnete 68 angepasst. Die Magnete 68 erstrecken sich abschnittsweise in einer Ausnehmung 70 in der Nabenhülse 18. In einer weiteren Ausnehmung 72 in der Nabenhülse 18 sind Führungshülsen 74 aufgenommen, die über ein elastisches Element 76 elastisch in der Ausnehmung 72 der Nabenhülse 18 gelagert sind. Die Führungshülsen 74 können aus einem Material hergestellt sein, das üblicherweise für Gleitlager verwendet wird. In den Führungshülsen 74 sind Magnete 78 aufgenommen. Die Magnete 78 können ebenfalls zylinder- oder stabförmig ausgebildet sein. Der erste Kupplungsring 58 weist eine Ausnehmung 80 zur abschnittsweisen Aufnahme der Führungshülsen 74 auf. Der erste Kupplungsring 58 ist in axialer Richtung verlagerbar an den Führungshülsen 74 gelagert. Die Führung über die Führungshülsen 74 und die Verbindung zwischen dem ersten Kupplungsring 58 und der Nabenhülse 18 über die Führungshülsen 74 sorgt für die akustische Entkopplung zwischen der Freilaufeinrichtung 52 und der Nabenhülse 18 in axialer und radialer Richtung, da über die Führungshülsen 74 ein vorbestimmter Abstand in radialer Richtung zwischen der Nabenhülse 18 und dem ersten Kupplungsring 58 eingestellt werden kann.The
Die Führungshülsen 74 und der Entkopplungsring 62 bilden zusammen eine Entkopplungseinrichtung 82, die die Freilaufeinrichtung 52 schwingungstechnisch von der Nabenhülse 18 entkoppelt. Die Führungshülse 74 und der Entkopplungsring 62 verhindert ein Anschlagen der Kupplungsringe 58, 62 der Freilaufeinrichtung 52 an der Nabenhülse 18 in axialer Richtung. Im Freilaufmodus der Freilaufnabe 10 verhindert insbesondere die Führungshülse 74 ein Anschlagen des ersten Kupplungsrings 58 an der Nabenhülse 18 in radialer Richtung und in Umfangsrichtung.The
An der Nabenachse 12 sind die nach radial außen ragenden Vorsprünge 30 und 34 erkennbar, die zur Anlage der Lager 14, 16, 26 der Freilaufnabe 10 dienen (siehe
In der Nabenachse 12 ist das Befestigungselement 38 in Richtung der Achse M verlagerbar aufgenommen. Das Befestigungselement 38 weist einen Rohrabschnitt 86 auf, der sich entlang der Innenumfangsfläche der Nabenachse 12 erstreckt. Am Übergang von dem Rohrabschnitt 86 auf den Endabschnitt 48 ist eine Kante 88 ausgebildet, die zusammen mit der Anlagefläche 50 des Befestigungselementes 48 den Querschnitt der Nabenachse 12 im Bereich der Anlagefläche 46 an den Vorsprung 44 der Nabenachse 12 aufweitet. Das Befestigungselement 38 liegt mit seiner schräg zur Achse M verlaufenden Anlagefläche 50 an der schräg zur Achse M verlaufenden Anlagefläche 46 des nach radial innen ragenden Vorsprungs 44 an der Nabenachse 12 an. Der Endabschnitt 48 ist konisch ausgebildet. Verglichen mit der übrigen Wandstärke des Befestigungselements 38 in dem Rohrabschnitt 86 weist der Endabschnitt 48 eine vergrößerte Wandstärke auf. Diese vergrößerte Wandstärke und die damit einhergehende größere Steifigkeit des Endabschnitts 48 sorgt dafür, dass über den Endabschnitt 48 der Außenumfang der Nabenhülse 12 im Bereich des Lagersitzes LS3 vergrößert werden kann. Wird über das Verschlusselement 40 eine in axialer Richtung wirkende Kraft auf das Befestigungselement 38 ausgeübt, wird das Befestigungselement 38 mit seiner Anlagefläche 50 gegen die Gegenlagefläche 46 des Vorsprungs 44 gedrückt. Aufgrund der axialen Kraft wandert das Befestigungselement 38 mit seinem konischen Endabschnitt 48 bzw. der Anlagefläche 50 in axialer Richtung entlang der Gegenanlagefläche 46. Sobald die Kante 86 des Befestigungselements 38 den Bereich der Gegenanlagefläche 46 erreicht, wird der Querschnitt der Nabenachse 12 im Bereich des Lagersitzes LS3 in radialer Richtung aufgeweitet. Dadurch wird ein Presssitz zwischen der Lagerachse 12 und dem Innenring des Lagers 26 erzeugt.In the
In
Die Nabenhülse 18 weist die Speichenflansche 20 und 22 auf. Zwischen der Nabenhülse 18 und der Antreiberhülse 24 ist die Freilaufeinrichtung 52 gezeigt, die im Bereich des Speichenflansches 22 in der Nabenhülse 18 vorgesehen ist.The
An der Antreiberhülse 24 sind nach radial außen vorspringende Vorsprünge 92 erkennbar, die ein Aufschieben einer Ritzelanordnung (nicht gezeigt) in axialer Richtung ermöglichen. Ferner ist in
Der erste Kupplungsring 58 und der zweite Kupplungsring 60 sind ebenfalls in
In
Der erste Kupplungsring 58 weist Durchbrüche 66 zur Aufnahme von Magneten 68 auf. Die Magnete 68 erstrecken sich abschnittsweise in einer Ausnehmung 70 in der Nabenhülse 18.The
Der erste Kupplungsring 58 weist ferner eine weitere Ausnehmung 80 zur Aufnahme eines Führungsabschnitts 106 der Führungshülse 74 auf. An den Führungsabschnitt 106 schließt sich der Befestigungsabschnitt 108 der Führungshülse 74 an. Der Befestigungsabschnitt 108 ist über ein elastisches Element 76 elastisch in der Ausnehmung 72 in der Nabenhülse 18 aufgenommen. Das elastische Element 76 kann beispielsweise ringförmig ausgebildet sein.The
Der zweite Kupplungsring 60 weist ferner Ausnehmungen 110 auf, die in Umfangsrichtung verteilt an dem Kupplungsring 60 vorgesehen sind.The
Der wesentliche Unterschied zwischen dem in
Die Zähne 98 des ersten Kupplungsrings 58 und die Zähne 100 des zweiten Kupplungsrings 60 stehen nicht mehr in Eingriff miteinander, sodass sich die Freilaufnabe im Freilaufmodus befindet, in dem eine Relativdrehung zwischen der Nabenhülse 18 mit dem daran angebrachten Laufrad und der Antreiberhülse 24 stattfinden kann. Im Freilaufmodus dreht sich zumeist die Nabenhülse 18 mit dem daran angebrachten Laufrad schneller als die Antreiberhülse 24.The
In
Die Zähne 100 des zweiten Kupplungsrings 60 stehen mit den Zähnen 98 des ersten Kupplungsrings 58 in Eingriff. Die Radialverzahnungen 112 und 114 der Antreiberhülse 24 und des zweiten Kupplungsrings 60 stehen ebenfalls in drehmomentübertragenden Eingriff miteinander.The
Im Folgenden wird mit Bezug auf die
In der in
Um die Überführung aus der Eingriffsstellung in die Freilaufstellung der Freilaufeinrichtung auszulösen, muss eine Relativbewegung bzw. Relativverdrehung zwischen der Nabenhülse 18 und der Antreiberhülse 24 erfolgen. Durch diese Relativverdrehung zwischen der Nabenhülse 18 und der Antreiberhülse 24 können die Kupplungsringe 54 und 60 voneinander getrennt werden.To trigger the transfer from the engaged position to the freewheeling position of the freewheel device, a relative movement or relative rotation between the
In
Verglichen mit
Bei einer vergleichenden Ansicht zwischen
In den
Ferner ist in den
Die einzelnen in
In der in
Werden die Kupplungsringe 58 und 60 beim Übergang in die Freilaufstellung relativ zueinander verdreht, fällt die auf den zweiten Kupplungsring 60 wirkende Anziehungskraft des Magnets 68.If the coupling rings 58 and 60 are rotated relative to one another during the transition to the freewheeling position, the force of attraction of the
In der in
Die Anziehungskraft der Magnete 68 und 78 fällt dann jedoch relativ stark ab, je weiter die Kupplungsringe 58 und 60 zueinander verdreht werden. Die Kupplungsringe 58 und 60 werden von beiden Magneten 68 und 78 aneinander gehalten, obwohl der erste Kupplungsring 58 in
Werden die Kupplungsringe 58 und 60 weiter zueinander verdreht und damit der axiale Abstand (Spalt s3) zwischen den beiden Kupplungsringen 58 und 60 vergrößert, verringert sich sowohl die Anziehungskraft des Magnets 68 als auch die Anziehungskraft des Magnets 78 wie in dem mit "
Aus
Die Freilaufeinrichtung 52 gewährleistet hohe magnetische Anziehungskräfte, die die Kupplungsringe 58 und 60 aneinander halten, lässt aber gleichzeitig durch den starken Abfall der Anziehungskräfte der Magnete 68 und 78 (siehe
Zu berücksichtigen hierbei gilt es, dass auch in der Freilaufstellung (
Die
In
Der zweite Kupplungsring 60 ist mit dem Entkopplungsring 62 verbunden. Der Entkopplungsring 62 weist einen umlaufenden Vorsprung 64 auf, der den ersten Kupplungsring 58 an der Einheit aus Entkopplungsring 62 und zweitem Kupplungsring 60 hält.In
The
Die Zähne 98 des ersten Kupplungsrings 58 weisen eine Gleitfläche 102 auf. Die Zähne 100 des zweiten Kupplungsrings 60 weisen in ähnlicher Weise eine Gleitfläche 104 auf. In der in
Gemäß
Dies hat den Vorteil, dass der Übergang aus der in
Betrachtet man die
Für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten werden dieselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform verwendet.For the same or equivalent components, the same reference numerals are used as in the first embodiment.
Die Freilaufnabe 210 weist eine Nabenhülse 18 und eine Antreiberhülse 24 auf. Zwischen der Nabenhülse 18 und der Antreiberhülse 24 ist die Freilaufeinrichtung 52 vorgesehen. Die Freilaufeinrichtung 52 umfasst den ersten Kupplungsring 58 und den zweiten Kupplungsring 60. Die Antreiberhülse 24 steht über ihre Radialverzahnung 112 mit der Radialverzahnung 114 des zweiten Kupplungsrings 60 in drehmomentübertragenden Eingriff. Gleiches gilt für die Nabenhülse 18 und den ersten Kupplungsring 58. Die Nabenhülse 18 weist eine nach radial innen weisende Radialverzahnung 96 auf, die in drehmomentübertragenden Eingriff mit der nach radial außen weisenden Radialverzahnung 94 des ersten Kupplungsrings 58 steht.The
Die Nabenhülse 18 weist ferner Ausnehmungen 72 auf. In den Ausnehmungen 72 ist in
Claims (23)
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine in Durchbrüchen (66) in dem ersten Kupplungsring (58) oder dem zweiten Kupplungsring (60) aufgenommene Magnetanordnung (68) die Kupplungsringe (58, 60) in der Eingriffsstellung (ES) hält, wobei die Durchbrüche (66) zur Aufnahme der Magnetanordnung (68) in dem ersten Kupplungsring (58) oder dem zweiten Kupplungsring (60) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass bei einer Relatiwerdrehung zwischen erstem und zweitem Kupplungsring (58, 60) die Kupplungsringe (58, 60) in axialer Richtung aus der Eingriffsstellung (ES) in die Freilaufstellung (FS) und zurück überführbar sind.Freewheel hub (10) for a bicycle comprising:
characterized in that at least one magnet arrangement (68) accommodated in apertures (66) in the first coupling ring (58) or the second coupling ring (60) holds the coupling rings (58, 60) in the engaged position (ES), the apertures (66 ) for receiving the magnet assembly (68) in the first coupling ring (58) or the second coupling ring (60) are arranged and designed such that at a Relatiwerdrehung between the first and second coupling ring (58, 60), the coupling rings (58, 60) in axial direction from the engaged position (ES) in the freewheeling position (FS) and can be transferred back.
wobei die Durchbrüche (66) in dem ersten Kupplungsring (58) oder dem zweiten Kupplungsring (60) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein Zahn (98, 100) der axialen Verzahnung (98,100) des zweiten Kupplungsrings (58) oder des ersten Kupplungsrings (60) in der Eingriffsstellung einen von dem Durchbruch (66) freigelegten Flächenabschnitt (FS) des in dem Durchbruch aufgenommenen Magnets (66) überdeckt.Freewheel hub (10) according to claim 1,
wherein the openings (66) in the first coupling ring (58) or the second coupling ring (60) are formed and arranged such that a tooth (98, 100) of the axial teeth (98,100) of the second coupling ring (58) or the first coupling ring (60) in the engaged position one of the opening (66) exposed Surface portion (FS) of the received in the opening magnet (66) covered.
wobei die Durchbrüche (66) in dem ersten Kupplungsring (58) oder in dem zweiten Kupplungsring (60) zumindest abschnittsweise zwischen zwei benachbarten Zähnen (98, 100) der axialen Verzahnung (98, 100) des ersten Kupplungsrings (58) oder des zweiten Kupplungsrings (60) ausgebildet sind, wobei der in dem jeweiligen Durchbruch (66) aufgenommene Magnet (68) den Bereich zwischen benachbarten Zähnen (98) überspannt, der im Wesentlichen einem Zahn (98, 100) des zweiten Kupplungsrings (60) oder des ersten Kupplungsrings (58) in der Eingriffsstellung entspricht.Freewheel hub (10) according to claim 1 or 2,
wherein the openings (66) in the first coupling ring (58) or in the second coupling ring (60) at least partially between two adjacent teeth (98, 100) of the axial toothing (98, 100) of the first coupling ring (58) or the second coupling ring (60), wherein the magnet (68) accommodated in the respective opening (66) spans the area between adjacent teeth (98), substantially a tooth (98, 100) of the second coupling ring (60) or the first coupling ring (58) corresponds in the engaged position.
wobei der von dem Durchbruch (66) freigelegte Flächenabschnitt (FS) des in dem Durchbruch (66) aufgenommenen Magnets (68) flächenmäßig im Wesentlichen einer Gleitfläche (102, 104) eines Zahns (98, 100) des zweiten Kupplungsrings (58) oder des zweiten Kupplungsrings (60) entspricht.Freewheel hub (10) according to claim 3,
wherein the surface portion (FS) exposed by the opening (66) of the magnet (68) received in the opening (66) has substantially the same surface area as a sliding surface (102, 104) of a tooth (98, 100) of the second coupling ring (58) or second coupling ring (60) corresponds.
wobei an der Nabenhülse (18) wenigstens eine Führungshülse (74) vorgesehen ist, die zur Führung des ersten und/oder des zweiten Kupplungsrings (58, 60) in Richtung der Nabenachse (18) und zur schwingungstechnischen Entkopplung der Nabenhülse (18) von der Freilaufeinrichtung (52) in Umfangsrichtung dient.Freewheel hub (10) according to one of claims 1 to 4,
wherein on the hub shell (18) at least one guide sleeve (74) is provided, which for guiding the first and / or the second coupling ring (58, 60) in the direction of the hub axle (18) and for vibration decoupling of the hub sleeve (18) of the Freewheel device (52) serves in the circumferential direction.
wobei wenigstens ein Magnet (78) in der wenigstens einen Führungshülse (74) aufgenommen ist.Freewheel hub (10) according to claim 5,
wherein at least one magnet (78) is received in the at least one guide sleeve (74).
wobei zumindest der erste Kupplungsring (58) wenigstens eine Ausnehmung (80) zur Aufnahme der wenigstens einen Führungshülse (74) aufweist.Freewheel hub (10) according to claim 5 or 6,
wherein at least the first coupling ring (58) has at least one recess (80) for receiving the at least one guide sleeve (74).
wobei die wenigstens Führungshülse (74) schwingungsdämpfend an der Nabenhülse (18) gelagert ist.Freewheel hub (10) according to one of claims 5 to 7,
wherein the at least guide sleeve (74) is mounted vibration-damping on the hub shell (18).
wobei die wenigstens eine Führungshülse (74) einen vorbestimmten Luftspalt zwischen dem in ihr aufgenommenen Magnet (78) und den Kupplungsringen (58, 60) einstellt.Freewheel hub (10) according to one of claims 5 to 8,
wherein the at least one guide sleeve (74) sets a predetermined air gap between the magnet (78) received therein and the coupling rings (58, 60).
wobei die wenigstens eine Ausnehmung (80) in dem ersten Kupplungsring (58) zur Aufnahme der wenigstens einen Führungshülse (74) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die wenigstens eine Ausnehmung (80) in der Eingriffsstellung von einem Zahn (100) des zweiten Kupplungsrings (60) zumindest abschnittweise überdeckt sind.Freewheel hub (10) according to one of claims 7 to 9,
wherein the at least one recess (80) in the first coupling ring (58) for receiving the at least one guide sleeve (74) are formed and arranged such that the at least one recess (80) in the engaged position of a tooth (100) of the second coupling ring (60) are at least partially covered.
wobei mit der wenigstens einen Führungshülse (74) ein vorbestimmtes Spiel zwischen einer Radialverzahnung (96) der Nabenhülse (18) und einer Radialverzahnung (94) zumindest des ersten Kupplungsrings (58) einstellbar ist.Freewheel hub (10) according to one of claims 5 to 10,
wherein with the at least one guide sleeve (74) a predetermined clearance between a radial toothing (96) of the hub shell (18) and a radial toothing (94) of at least the first coupling ring (58) is adjustable.
wobei die von der wenigstens einen Magnetanordnung (68) bereitgestellte Anziehungskraft in Abhängigkeit der Winkelpositionen des ersten Kupplungsrings (58) und des zweiten Kupplungsrings (60) relativ zueinander veränderbar ist.Freewheel hub (10) according to one of claims 1 to 11,
wherein the attraction force provided by the at least one magnet arrangement (68) is variable relative to one another in dependence on the angular positions of the first coupling ring (58) and the second coupling ring (60).
wobei die von dem wenigstens einen Magnet (78) in der wenigstens einen Führungshülse (74) bereitgestellte Anziehungskraft in Abhängigkeit der Winkelpositionen des ersten Kupplungsrings (58) und des zweiten Kupplungsrings (60) relativ zueinander veränderbar ist.Freewheel hub (10) according to one of claims 6 to 12,
wherein the attraction force provided by the at least one magnet (78) in the at least one guide sleeve (74) is variable relative to one another in dependence on the angular positions of the first coupling ring (58) and the second coupling ring (60).
wobei der erste Kupplungsring (58) und der zweite Kupplungsring (60) derart ausgebildet sind, dass in zumindest einer vorbestimmten Winkelposition des ersten Kupplungsrings (58) relativ zum zweiten Kupplungsring (60) ausschließlich die Anziehungskraft der wenigstens einen Magnetanordnung (68) auf den zweiten Kupplungsring (60) wirkt.Freewheel hub (10) according to claim 12 or 13,
wherein the first coupling ring (58) and the second coupling ring (60) are formed such that in at least one predetermined angular position of the first coupling ring (58) relative to the second coupling ring (60) only the attraction of the at least one magnet assembly (68) on the second Coupling ring (60) acts.
wobei der erste Kupplungsring (58) und der zweite Kupplungsring (60) derart ausgebildet sind, dass in zumindest einer vorbestimmten Winkelposition des ersten Kupplungsrings (58) relativ zum zweiten Kupplungsring (60) die Anziehungskräfte der wenigstens einen Magnetanordnung (68) und des wenigstens einen Magnets (78) in der wenigstens einen Führungshülse (74) zusammen auf den zweiten Kupplungsring (60) wirken.Freewheel hub (10) according to one of claims 12 to 14,
wherein the first coupling ring (58) and the second coupling ring (60) are formed such that in at least one predetermined angular position of the first coupling ring (58) act relative to the second coupling ring (60) the attraction forces of the at least one magnet assembly (68) and the at least one magnet (78) in the at least one guide sleeve (74) together on the second coupling ring (60).
wobei der erste Kupplungsring (58) und/oder der zweite Kupplungsring (60) über wenigstens ein Entkopplungselement (62) von der Nabenhülse (18) zumindest in axialer schwingungstechnisch entkoppelbar sind.Freewheel hub (10) according to one of claims 1 to 15,
wherein the first coupling ring (58) and / or the second coupling ring (60) via at least one decoupling element (62) of the hub shell (18) are at least in axial vibration technology decoupled.
dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinrichtung (52) über wenigstens eine Entkopplungseinrichtung von der Nabenhülse (18) schwingungstechnisch entkoppelt ist.Freewheel hub (10) for a bicycle comprising:
characterized in that the freewheel device (52) via at least one decoupling device of the hub shell (18) is decoupled vibration technology.
wobei die wenigstens eine Entkopplungseinrichtung wenigstens ein Entkopplungselement umfasst, das ein axiales Anschlagen des ersten Kupplungsrings (58) und/oder des zweiten Kupplungsrings (60) an der Nabenhülse (18) verhindert.Freewheel hub (10) according to claim 17,
wherein the at least one decoupling device comprises at least one decoupling element which prevents an axial abutment of the first coupling ring (58) and / or the second coupling ring (60) on the hub shell (18).
wobei das wenigstens eine Entkopplungselement wenigstens einen Entkopplungsring (62) umfasst, der zusammen mit dem ersten Kupplungsring (58) und dem zweiten Kupplungsring (60) eine Baugruppe bildet.Freewheel hub (10) according to claim 18,
wherein the at least one decoupling element comprises at least one decoupling ring (62) which forms an assembly together with the first coupling ring (58) and the second coupling ring (60).
wobei der wenigstens eine Entkopplungsring (62) und der zweite Kupplungsring (60) derart verbunden sind, dass eine Relativbewegung zwischen dem ersten Kupplungsring (58) und dem mit dem zweiten Kupplungsring (60) verbundenen wenigstens einen Entkopplungsring (62) in axialer Richtung und in Umfangsrichtung möglich ist.Freewheel hub according to (10) claim 19,
wherein the at least one decoupling ring (62) and the second coupling ring (60) are connected such that a relative movement between the first coupling ring (58) and the at least one decoupling ring (62) connected to the second coupling ring (60) in the axial direction and in Circumferential direction is possible.
wobei die wenigstens eine Entkopplungseinrichtung wenigstens eine Führungshülse (74) aufweist, wobei die wenigstens eine Führungshülse (74) an der Nabenhülse (18) vorgesehen ist.Freewheel hub (10) according to one of Claims 17 to 20, characterized
wherein the at least one decoupling device has at least one guide sleeve (74), wherein the at least one guide sleeve (74) is provided on the hub sleeve (18).
wobei die wenigstens eine Führungshülse (74) wenigstens einen Anschlag (116) für den ersten Kupplungsring (58) aufweist.Freewheel hub (10) according to one of claims 5 to 21,
wherein the at least one guide sleeve (74) has at least one stop (116) for the first coupling ring (58).
wobei die wenigstens eine Führungshülse (74) wenigstens eine Anlagefläche (118) zur Anlage des wenigstens eines Entkopplungselements (62) aufweist.Freewheel hub (10) according to one of claims 5 to 22,
wherein the at least one guide sleeve (74) has at least one contact surface (118) for engaging the at least one decoupling element (62).
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